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DESK.
MAK Z 1 1988
I
Ergebnisse
über die Konstitution der
chromatischen Substanz des
Zellkerns.
Von
Dr. Theodor Boveri,
Professor an der Universität Würzburg.
Mit 75 Abbildungen im Texte.
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B6
Verlag von Gustav Fischer in Jena
1904.
Verlag von GUSTAV FISCHER in JENA.
n ., ^ i. | Dr. Theodor Boveri, Professor an der Universität
AClICtl-OllKlICn. Würzbui II« li I. Die Bildung der Richtungskörper
i und Ascaris lumbrieoides. (Aus dem Zoologischen
Mit -1 lithographischen Tafeln. Preis: 4 Mark
||,,: 11 I>i- Befruchtung und Teilung de> Eies von Ascaris mega-
hen Institut zu München.) 1888. Mit 5 litho-
|-,, Mark DO Pf. Heft III. Ueber das Verhalten
nz bei der Bildung der Richtungskörper und bei
Mii :; lithographischen Tafeln. Preis: 4 Mark. —
x.iiiir der Centrosomen. 1901. Mit 8 lithographischen
ii. Preis: 15 Mark.
Das Problem der Befruchtung. l°^r-™^™ttl
n im Text. 1902. Preis: 1 Mark 80 Pf.
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bowwky Mn 6 chromolithoer. Tafeln. 1902. Preis: 28 Mark.
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Mark.
Ccbrbud) der uergleicbenden Anatomie. I°l\TZZ
1,111 Heidi Erste Lieferung. Mit 412 Abbil-
• ' Mark.
Ergebnisse
über die Konstitution der
chromatischen Substanz des
Zellkerns.
Von
Dr. Theodor Boveri,
Professor an der Universität Würzburg.
Mit 75 Abbildungen im Texte.
Verlag von Gustav Fischer in Jena
1904.
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This book may be kept out TWO WEEKS
ONLY, and is subject to a fine of FIVE
CENTS a day thereafter. It is due on the
day indicated below:
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3 1986
NUV 2 1 IÄö
L)ie folgende Schrift ist die erweiterte Bearbeitung eines
Referats, welches ich auf Wunsch der Vorstandschaft der
Deutschen Zoologischen Gesellschaft auf deren XIII. Jahresver-
sammlung zu Würzburg an Pfingsten dieses Jahres vorgetragen
habe*). Da der behandelte Gegenstand über den Kreis der
engeren zoologischen Fachgenossen hinaus bei Anatomen,
Physiologen, Botanikern auf Interesse rechnen darf, schien es
gerechtfertigt, eine in dieser Art noch nicht vorliegende zu-
sammenfassende Darstellung allgemeiner zugänglich zu machen.
Dabei wurde die ursprüngliche Fassung sowohl im einzelnen
vielfach erweitert, als auch durch Hinzufügung zweier neuer
Abschnitte vermehrt; endlich sind eine Anzahl Textbilder beige-
geben worden, durch die dem Leser die wesentlichen Beweismittel
der dargestellten Lehre vorgeführt werden. In diesem Zustand
könnte die Schrift vielleicht geeignet sein, auch dem Ferner-
stehenden als eine Einführung in die Probleme der Kern-
morphologie zu dienen.
Die überraschende Art, in welcher Mitte der achtziger
Jahre die theoretischen Postulate über Vererbung mit den Be-
obachtungen über das Verhalten des Chromati ns bei der Zell-
teilung und Befruchtung zusammentrafen, hat, hauptsächlich
unter dem Einfluß der fruchtbaren Theorien August Weismanns,
dazu geführt, daß sich die Chromatinprobleme in der Behand-
*) Verhandlungen der Deutschen Zoologischen Gesellschaft. XIII. Jahres-
versammlung. Leipzig 1903.
[ V rt*
Ltoren so sehr mit spekulativen Elementen
[gen, daß die Grenze /wischen den Tatsachen
annahmen in vielen Schriften fast völlig verwischt
r Zustand hat es auf der anderen Seite dahin
daß auch das rein und streng Naturwissenschaftliche
ur Von manchen Seiten als willkürliches Spiel
htet und verachtet wird.
II ü scheiden, scheint mir ein Bedürfnis zu sein.
I : schichte unseres Wissensgebietes in den letzten
fahren [ t hat, wird bereitwillig und dankbar aner-
wertvoll, ja vielleicht unersetzlich gerade auf
Feld der Versuch gewesen ist, aus spärlichen Tat-
dun h Verbindung mit einem konsequenten Hypothesen-
:. Bild dessen zu konstruieren, was in seiner wahren
vielleicht von einer fernen Zukunft erhofft werden darf.
>t nicht zu bezweifeln, daß der Wunsch nach Ver-
L< her theoretischer Luftschlösser ein mächtiger
zu mühevollsten Einzeluntersuchungen g'ewesen ist.
wo wir uns über den wirklichen Fortschritt Rechen-
llen, müssen wir uns klar darüber sein, wie
htung und F.xperiment für sich allein zur Zeit
m gen. Diesen Bereich abzustecken, ist die
der die folgende Darstellung dienen soll; aber
wollte ich bei der Beschränkung auf diese Grenzen
allernächste I Ivpothesenatmosphäre verzichten,
• die i<-d<-r Tatsachenkörper tot bleiben muß.
W Qrzburg, Juli H103.
Th. Boveri.
Inhaltsübersicht.
Seite
I. Die Theorie der Chromosomenindividualität 4
II. Über die Teilunosstruktur der Chromosomen
'&
23
III. Qualitative Verschiedenheit im einzelnen Chromosoma 20
IV. Verschiedenwertigkeit der einzelnen Chromosomen eines Kerns ... 42
V. Die Reduktion der Chromosomenzahl in der Oo- und Spermatogenese . 59
VI. Über die Möglichkeit und das Vorkommen qualitativ ungleicher Kernteilung 78
VII. Zusammenfassung und Ausblicke • • S()
'&
Wenn ein Zoologe die Konstitution der chromatischen
Kernsubstanz zu seinem Thema wählt, so hat er kaum nötig
zu sagen, daß der Ausdruck Konstitution nicht im chemischen
Sinn gemeint ist. Aber auch von Struktur im morphologischen
Sinn, wie sie durch Analyse bestimmt präparierter Zellkerne
mit stärkster Vergrößerung erkannt werden kann, soll hier
nicht die Rede sein. So viel Wertvolles auch über die Anord-
nung der färbbaren Substanz in ruhenden Zellkernen ermittelt
worden ist*), die allgemeine Erkenntnis, die bisher aus diesen
Beobachtungen fließt, scheint mir doch zu gering zu sein, als
daß viel darüber zu sagen wäre.
Man wird vielleicht fragen, was nun noch übrig bleibt,
wenn es sich weder um chemische Konstitution, noch um
mikroskopisch erkennbare Kernstruktur handeln soll. Denn auch
ein Drittes, woran noch gedacht werden könnte: mechanische
Eingriffe behufs Entfernung einzelner Teile und Beobachtung
der Folgen, ist an den Kernen, diesen winzigen, in ein anderes
Lebendes eingeschlossenen Gebilden, bisher nicht möglich £
wesen.
Und doch besteht noch ein Mittel, um über die Kon-
stitution der chromatischen Substanz des Zellkerns Erfahrungen
zu machen und. wie mir scheint, die wichtigsten, die bisher
*) Es sei hier nur auf die neueste Arbeit auf diesem Gebiet, die Schrift
von E. RöHDE (78), hingewiesen.
Boveri, Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
ht v. :i sind: das ist das Studium der Zustände, die
reilung des Kerns auftreten. So wenig ein ruhender
für in gen Hilfsmittel an scharf zu fassenden
darbietet, sobald er sich teilt, tritt Zahl und Ord-
ganze chromatische Substanz zeigt sich nun
ntriert in eine bestimmte Zahl bestimmt geformter Stücke,
hromosomen. Von diesen Körperchen, die in so
kwürdi] zmäßiger Weise den Übergang vom Mutter-
rn zu den rochterkernen vermitteln, wollen wir ausgehen
und uns die I vorlegen, inwieweit wir von hier aus zu
gen Sätzen über die Kernkonstitution gelangen
Unter „chromatischer Substanz" verstehe ich also
r die Substanz, die uns in den Chromosomen vor-
. ' und das, was im ruhenden Kern aus ihr wird cder was
• ruhenden Kern sich wieder zu den neuen Chromo-
m zusammenzieht ( >b sich diese Substanz der Chromo-
selbst wieder als irgendwie zusammengesetzt erweist,
• hier gänzlich unberücksichtigt. Es mag also sehr
■ ■hl sein, daß hier unter ..chromatischer" Substanz auch Teile
inbegriffen werden, die im ruhenden Kern gerade als
.••". als „Linin", „Plastin" oder anderswie bezeichnet
für unsere Betrachtungen ganz gleich-
wenn das. was durch dvn ruhenden Kern hindurch die
tat der Chr somen vermittelt, überhaupt gar nicht
rer Bestandteil wäre. Dies alles berührt uns hier des-
1 sich, wie das Folgende zeigen wird, die ganze
lediglich auf das aufbaut, was uns die isoliert
iromosomen und die ganzen Kerne erkennen
n i]<r chemischen oder mikrochemischen
nmter Kernsubstanzen zur Kernfunktion einstweilen
Brücke führt. Man könnte vielleicht einwenden, daß es
•) wäre, dem zu besprechenden Gegenstand
~ 3
einen anderen Titel zu geben; allein ich wüßte keinen, der
bei unserer gegenwärtigen Terminologie nicht in noch höherem
Grad mißverständlich wäre, als es der gewählte vielleicht ist.
Viele Namen wären anzuführen, wollte ich alle Forscher
aufzählen, die an den Fundamenten unserer Lehre mitgebaut
haben. Flemming aber muß genannt werden als derjenige,
dem wir den Begriff des Chromatins und die Verfolgung
des Kreislaufs dieser Substanz vor allem verdanken. Aber
es blieb Flemming bekanntlich versagt, den Schlußstein in
das von ihm so weit geförderte Gewölbe einzufügen. Wohl
hat er die Spaltung der Chromosomen in je zwei Schwester-
chromosomen gesehen; aber erst E. van Beneden (3) und
Heuser (54) vermochten 1884 nachzuweisen, daß von den
beiden Tochterschleifen eines jeden Chromosoma jede für eine
andere Tochterzelle bestimmt ist, was freilich im Grunde
schon aus der Darstellung Bütschlis von 1876 (22) zu ent-
nehmen war.
Unsere Überzeugung von der Zweckmäßigkeit und von
der Sparsamkeit der Mittel in den Einrichtungen der Lebe-
wesen ist eine so feste, daß angesichts des so minutiös und
wunderbar genau arbeitenden karyokinetischen Apparats un-
willkürlich die Idee entstehen mußte, daß in den Chromosomen
Gebilde mit einer ganz bestimmten Struktur vorliegen und daß
es wichtig oder notwendig ist, genau die gleiche Struktur von
einer Zellgeneration auf die nächste zu übertragen, woraus
ohne weiteres folgen würde, daß diese bestimmte Struktur sich
auch in der scheinbaren Regellosigkeit des ruhenden Kerns
erhält. In den lichtvollen Darlegungen von Rorx(;u>, in den Er-
örterungen über Vererbung, die von Strasburg i:n 190), O. 1 1 1:1:1-
WIG (48), KOELLTKER (55), WEISMANN ( I oo), DE VEIES (96) U. .1.
an E. van Benedens fundamentale Ascaris- Entdeckungen
angeknüpft worden sind, sehen wir diese Überzeugung sich
äußern.
I ),.m - ili« li sind Erwägungen dieser Art nichts;
hnend, daß es vorwiegend Morphologen ge-
Ichen Gedanken Ausdruck gaben, während
m allgemeinen ablehnend verhalten, obgleich
ben erwähnten Schriften ausgegangen
i Grunde dir Funktion des Chromatins und also
hes Problem ersten Ranges ist. Aber das,
Air ten konnten, sind eben nur
im besten Fall hohe Wahrscheinlichkeit, nicht
Physiologie sie verlangt. Und es wird zu-
nicht jeder, der zu denken vermag,
. werden kann, die Sicherheit eines Ergebnisses an-
rkennen g< st<-ht dasselbe, mag die Bedeutung des
noch .s<» hohe sein, an wissenschaftlichem Rang
r unl irdneten Stufe.
W h .tl><> im folgenden untersuchen möchte, das ist
>1> und inwieweit die Erscheinungen der Kern-
und die Experimente, die daran geknüpft werden
. uns in die Lage versetzen, exakte Ergebnisse in dem
wie man in der Physik und Chemie von Exaktheit
Iber die Konstitution und vielleicht auch über die
romatischen Kernsubstanz zu gewinnen.
I Die Theorie der Chromosomen-Individualität.
Erscheinung, die zu einer Erklärung auffordert,
in der Zahl der Chromosomen. An-
ach r Jahre hatten die Untersuchungen von
EMMING STRASBURGES van Bendek u. a. allmählich zu der
"t. daß die Zahl der Chromosomen in
für jede Organismenart die gleiche oder
';«- gleiche sei.
5
Den ersten wichtigen Schritt zur Aufklärung dieser merk-
würdigen Konstanz hat 1885 C. Rabl (75) getan. Eine Ver-
gleichung der Chromosomenstellung bei der Kernbildung mit
der bei der Kernauflösung, die er an Epidermiszellen der Sala-
manderlarve vornahm, ergab das bemerkenswerte Resultat, daß
die Chromosomen, die aus dem ruhenden Kern hervorgehen,
annähernd in der gleichen charakteristischen Stellung auftreten,
die die Tochterchromosomen beim Übergang in das Kernge-
rüst zu einander einnehmen. Fig. 1 und 2 veranschaulichen
Fig. 1.
Fig. 2.
•
Fig. I und 2. Epidermiszellen der Larve von Salamandra maculata
(nach C. RABL75). Fig. 1. Tochterchromosomen im Begriff, den Kern zu bilden.
Fig. 2. Mutterchromosomen, aus dem ruhenden Kerngerüst einstanden.
die Entdeckung Rabl's. Zufolge der Art, wie die beiden
Gruppen der Tochterchromosomen während der Mitose aus-
einander bewegt werden, sind diese Elemente in jeder Gruppe
annähernd in der Mitte ziemlich scharf umgebogen; dieser
„Schleifenwinkel" ist dem Spindelpol zugekehrt, die freien
Enden sind gegen den Äquator gerichtet. In dieser Anord-
nung gehen die Chromosomen, wie Fig. 1 zeigt, in die Bil-
dung des ruhenden Kerns ein und lösen sich alsbald in ein
Schwammwerk auf, in welchem von jener Anordnung kein."
Spur mehr erkennbar ist. Bereitet sich nun aber ein solcher
—
Kern zur nächsten teilung vor, so kommen die neuen, durch
Gh rüsts entstehenden Schleifen sofort in
hen charakteristischen Stellung zum Vorschein (Fig. 2):
nwinkel finden sich alle oder fast alle an der einen
und zwar .111 jener, an der vorher der Spindelpol
Rabl's Polseite des Kerns), angeordnet, die Enden
re Kernseite ein. Kabl erklärt es für un-
• im ruhenden Kern keine Spur dieser Anordnung
hr vorhanden sein sollte; er nimmt an, daß ein Rest der
matinfäden sieh erhalte mit wesentlich derselben Verlaufs-
ini Knäuel. Von diesen Fäden, die Rabl primäre
!<• nennt, gehen feine sekundäre Fäden als seitliche
ms, von diesen vielleicht noch tertiäre u. s. w. Bei
ung würde die chromatische Substanz ,,auf vor-
Bahnen" in die primären Kernfäden einströmen und
lurch der Mutterknäuel aufgebaut.
.11/ ähnlii he, aber wegen der günstigeren Verhältnisse in
iehunj h präzisere Erfahrungen konnte ich 1888
an den Blastomerenkernen des Pferdespulwurms machen.
. ilocephala (bivalens) enthält in seinen Teilungs-
Chromosomen, die in der Äquatorialplatte so ange-
nd, wie es Fig. 3 5 bei polarer Ansicht zeigen.
Enden der Schleifen nehmen die Peripherie
n, die mittleren Abschnitte liegen mehr zentral.
n kommen, wie die Figuren lehren, gewisse Va-
r Gruppierung vor. Durch Längsspaltung der
überträgt sich die Anordnung der Äquatorial-
Genauigkeit auf die beiden Tochterplatten.
htige Eigentümlichkeit des Pferde-
nun darin, daß die Kernvakuole, die sich
losomen bildet, nicht gleichmäßig ge-
wie z- l;- bei Salamandra, sondern daß jedes
typischerw inen fingerförmigen Fortsatz der
Kernhöhle bedingt. Diese acht Aussackungen erhalten sich
dauernd am ruhenden Kern (Fig. 6), dessen chromatisches
Gerüst auch hier keine Spur der früheren Schleifengruppie-
rung erkennen läßt. Zieht sich das Gerüst wieder zu den
Schleifen zusammen, so zeigen dieselben sofort bei ihrem Er-
scheinen annähernd die gleiche Stellung, die der Kernbildung
vorausgegangen war, wie sich z. B. die Gruppierung der Fig. 7
leicht auf die der Fig. 4 zurückführen läßt. Was Ascaris auf
Grund der besprochenen Eigentümlichkeit gegenüber Sala-
Fig. 3.
Fig. 4.
Fig. 5-
rp^ JfjZ S)fc
Fig. b.
Fig. 7
Fig. 8.
Fig. 9.
V- $
Fig. 3_9. Ascaris megalocephala bivalens. Fig. 3—5. Aquatorialplatten
aus befruchteten Eiern. Variationen der Chromosomenstellung. Fig. 6. Kern einer
1 ,,-Blastomere im Gerüststadium mit den durch die Chromosomenenden bedingten
Aussackungen. Fig. 7—9. Desgleichen in Vorbereitung zur Teilung. Die Kerne
der Fig. 8 und 9 gehören den beiden 1 /., - Blastomeren des nämlichen Keimes an.
(Vergl. TH.'BOVERin).
mandra mehr feststellen läßt, das ist die Tatsache, daß aus
jeder Aussackung der Kernvakuole, die durch ein Schleifen-
ende verursacht war, wieder ein Schleifenende hervorgeht
(Fig. 7).
Hier ist es also völlig sicher, daß die Chromosomenenden
nicht beliebige Unterbrechungsstellen eines vorher einheitlichen
Fadens sein können; jedes neue Ende ist mit einem Ende der
- Weifen identisch. Fraglich bleibt
mittleren Bezirke identifiziert werden
•■! vorher zusammengehörige Enden jetzt
Element verbunden werden. Diese Frage
ich nicht mit völliger Sicherheit, so doch mit
teinlichkeit bejahend beantworten, und
nd ender ratsachen. Gehen wir von einer
rsl n Furchungsspindel aus, wie sie z. B.
chnet ist. so wird diese spezifische Gruppierung
i auf die beiden Tochterplatten übertragen;
rochterkernen liegt also identische Schleifen-
/,: Grund* Da nun die Schleifenenden in den
stgelegt sind (Fig. 6), so muß, wenn
i ursprünglich zusammengehörige Enden wieder in
hrom< -soma zusammenk« >mmen, in dem einen dieser beiden
rne bei der Vorbereitung zur nächsten Teilung genau
nseitig S hleifenan Ordnung auftreten, wie in dem
In den wenigen Fällen, welche in beiden Kernen eine
ten, habe ich dies in der Tat so gefunden. In
und sind zwei solche S< hwesterkerne gezeichnet; sowie
er -tu nauer betrachtet, bemerkt man, daß jeder
he und zw.tr sehr seltene Konfiguration
ler in Fig. 5 gezeichneten Aquatorialplatte ent-
Faktum ist nicht anders zu erklären, als daß
identische Gruppierung aus der Aquatorial-
I erkommen und also während des Gerüst-
lilfsi ittel nicht erkennbar, bewahrt haben*).
dieser Erfahrungen von Rabl und mir und
er h zu behandelnder Tatsachen habe ich
Bildung von Aussackungen für die einzelnen
anders günstig sind, hat neuerdings
1 Heuschrecke gefunden ; auch hier
kaum I lt werden, daß jeder aus einem Chro-
der in ein Chromosoma zusammenzieht.
1887(7) die gewöhnlich unter dem Namen der Individualitäts-
hypothese angeführten Vorstellungen ausgesprochen, die ich
hier mit den damals gebrauchten Worten wiedergebe: „Ich
betrachte die sogenannten chromatischen Segmente oder Ele-
mente als Individuen, ich möchte sagen elementarste Orga-
nismen, die in der Zelle ihre selbständige Existenz führen.
Die Form derselben, wie wir sie in den Mitosen finden, als
Fäden oder Stäbchen, ist ihre typische Gestalt, ihre Ruheform,
die je nach den Zellenarten, ja, je nach den verschiedenen
Generationen derselben Zellenart, wechselt. Im sogenannten
ruhenden Kern sind diese Gebilde im Zustand ihrer Tätigkeit.
Bei der Kernrekonstruktion werden sie aktiv, sie senden feine
Fortsätze, gleichsam Pseudopodien aus, die sich auf Kosten
des Elements vergrößern und verästeln, bis das ganze Gebilde
in dieses Gerüstvverk aufgelöst ist und sich zugleich so mit
den in der nämlichen Weise umgewandelten übrigen verfilzt
hat, daß wir in dem dadurch entstandenen Kernretikulum die
einzelnen konstituierenden Elemente nicht mehr auseinander-
halten können."
Ob diese Hypothese in ihrem wesentlichen Inhalt richtig
ist oder nicht, dies ist eine so fundamentale Frage für die
weitere Erforschung des Chromatins, daß es notwendig ist,
ausführlicher auf ihre Begründung einzugehen. Die eine Tat-
sachenreihe, auf der sie ruht, haben wir soeben in den Be-
obachtungen über die Chromosomen an Ordnung kennen ge-
lernt; die unerläßliche Ergänzung dazu bilden die Feststellungen
über die Chromosomen zahl.
In dieser Hinsicht vermochte ich (7, 9, 11. 18) auf Grund
gewisser Abnormitäten bei der Entwicklung von Ascaris
megalocephala zu zeigen, daß die Zahlenkonstanz, die wir von
einer Zellengeneration zur nächsten finden, nicht in einer .
heimnisvollen Fähigkeit des Organismus begründet ist, seine
chromatische Substanz immer in eine ganz bestimmte Zahl von
. sondern daß sieh diese Konstanz ein-
lem Kern bei der Vorbereitung zur
reilu viele Chromosomen hervorgehen, als in
l n waren. Die Möglichkeit eines
ist durch einige besonders günstige Um-
. welch.' der Pferdespulwurm darbietet.
wir die normalen Kireifungsvorgänge von
»hala univalens (Fig. 10 — 14), so finden wir
: gsspindel (Fig. 10) ein vierteiliges Chroma-
enannte „Tetrade", wie solche für die vor-
der Oo- und Spermatogenese charakteristisch
schnitt V). Diese Tetrade wird in zwei Diaden zer-
- dieser I >"]>j>e]rlemente gelangt in die erste
(Fig. 12 . das andere bleibt im Ei und wird ohne
lies Rul liums in die zweite Reifungsspindel
Hirnen Fig. 1 Hier zerfällt die Diade in zwei ein-
nes davon gelangt in die zweite Polocyte, das
rbleibt dem Ei und bildet den Eikern (Fig. 13). Bei
nach erfolgter Befruchtung geht aus dem
ler ein, jetzt wesentlich anders gestaltetes Element
or, • hes liefert der Spermakern (Fig. 14). Die erste
enthält also bei dieser Varietät des Pferde-
Chromosomen und diese Zahl zwei läßt sich
nze Embryonalentwicklung hindurch verfolgen.
nun als eine nicht ganz seltene Abnormität
.'•r. daß die erste Reifungsspindel, im Übrigen
her B iffenheit, anstatt radial tangential steht
v lt die Tetrade in zwei den Polen
einer Zellteilung und also zur Ab-
yte kann es bei dieser Lagerung nicht
1 • ; ' den bleiben im Ei und treten sofort wieder
an diesen von WALDEYEB 198) vorgeschlagenen zweck-
•> „Richlungskörpers"
II —
Fig. io.
Fi
g. ir.
g. i
■
g- r6.
Fig. 13.
I >-.-• ■ ,■ ...
Fig. 14.
Fig. 18.
ia.ocept.i\^;.al^m:::j^ro;me E,-reifling von AscarU
» normaler Stellung "im Ei d™ t'""' C^'matnuetrade. Fig. ,,. „„.,.,,;.
Erste Polocyte gebildet, h H Ä,'.™ ^ W*». Fig. 2
F« 13. Zweite Polocyte gebildet ;mp-Ui'S?pmdel mil ""<* Diade
^geblieben, das denVfm budet. Ffe ? 'S?*? C'"'."""-'™ent *
ersen Feü E. un<] Spermakern „utie einem S*™4«*" Ei lau, „, dei
— - <Hg. I7), bei seiner A-^X ÄÄ ^„^
1 2
in Fig. i6), die nun radial steht, wie
ite Reifungsspindel (Fig. i-1 . aber die doppelte
: enthält Ganz regulär bildet sich hierauf
Pol >cyte I Fig. i 7), der zwei Elemente
hen erhält das reife Ei hier zwei Elemente,
Eikern ben. Da nun die Polocyten bei
wahrend der Embryonalentwicklung lange Zeit
rt innerhalb der Eisehaie erhalten, kann man es
hen, aus wie vielen Chromosomen der Eikern
in den Rirhtungskörpern fehlende Element
»erzählig in den Eikern eingegangen sein. Auf
Merkmals läßt sich zunächst konstatieren,
[kern, wenn er abnormerweise zwei Elemente in sich
nmen hat, auch wieder zwei aus sich hervorgehen läßt.
r Art ist in Fig. [8 wiedergegeben. Man erkennt
n. zwei Chromosomen enthaltenden Polocyte, daß
gleichen abnormen Serie angehört, wie Fig. 15
Während der Spermakern die normale einzige Schleife
thält der Eikern zwei. Die erste Furchungsspindel
in diesem Fall aus drei Elementen auf anstatt
diese erhöhte Zahl vermochte ich durch alle
mbryonen mit Urdarm- und Mesoblastanlage
[9 und 20). Stets liefert die in Einzahl
yte mit ihren zwei Elementen den Beweis,
1 erhöhte Chromosomenzahl auf ein dem Eikern
' hromosoma zurückzuführen ist.
fahrungen sind für Ascaris durch die Be-
n Herla (47 und Zoja (iio), besonders aber
zur Strassen (92) bestätigt worden. Ein
h in viel beschränkterem Umfang, lehren
htungen von mir (13), Moegan
B-Wilbo» [07) und \. M. Stevens (88).
Allerdings hat sich auch eine Stimme im entgegen^- -
setzten Sinne vernehmen lassen. Delage (26, 27) hat, ohne die
eben angeführten Beobachtungen einer Berücksichtigung für
wert zu halten, auf Grund höchst fragwürdiger Befunde an
Echinodermenkeimen, den Satz vertreten, daß jede Organis-
menart die spezifische Eigenschaft habe, ihr Chromatin bei der
Teilung zu einer bestimmten Zahl von Chromosomen zu kon-
zentrieren. Da die Mitteilungen Delage's, wie ich bei zwei
Gelegenheiten ( 1 9, 20) dargelegt habe, eine ernstliche Begründung
Fig. 19.
Fig. 20.
Fig. 19 und 20. Weitere Folgezustände der in Fig. 15 — 17 dargestellten
abnormen Eireifung bei Ascaris megalocephala univalens. Fig. 19. Embryo von
6 Zellen. Fig. 20. Querschnitt durch einen älteren Embryo mit Urdarm- und
Mesoblastanlage. An beiden Keimen bemerkt man die einzige Polocyte (Po) mit
zwei Chromosomen (vgl. Fig. 17 und 18); dementsprechend in den Teilungsfiguren
der Blastomeren drei Elemente anstatt zwei. (Vgl. TH. BOVERI 18).
dieses Satzes nicht enthalten, glaube ich hier über sein.' Be-
hauptungen hinweggehen zu dürfen.
Auf Grund der oben mitgeteilten positiven Tatsachen
habe ich als „Grundgesetz der Zahlenkonstanz" den Satz
formuliert (11, pag. 175), „daß die Zahl der aus einem ruhenden
Kern hervorgehenden chromatischen Elemente direkt und aus-
schließlich davon abhängig ist, aus wie vielen Elementen dieser
Kern sich aufgebaut hat". Und es ist klar, dal» die An-
chromatischer Individuen damit erst ihre un-
wonnen hat
freilich wäre, um die Tatsache der Zahlen-
rklären, noch eine andere Deutung möglich,
Abhängigkeit \<m der Chromatinmenge.
ndermaßen argumentieren: nimmt ein Kern
drei Chromosomen in sich auf, anstatt zwei, so
mal so viel Chromatin als normal, und eine
htung in der Zelle, welche die Größe der neuen Seg-
stimmt, könnte die Ursache sein, daß aus dieser
en Menge auch wieder iY^mal so viele Chro-
gehen, also wieder drei anstatt zwei.
Betrachtung ergabt jedoch die Unzulässigkeit
Annahme. Wir wissen, daß sich das Chromatin
i Teilungen vermehrt; die Chromosomen, die aus
Kern heri hen, sind im allgemeinen doppelt so groß
•ii. die ihr lildet haben*); durch Halbierung in
und Verteilung auf zwei Tochterzellen erfolgt wieder
"• ng der Chromatinmenge auf die Hälfte, nun
- Kuh. Stadiums wieder Wachstum u. s. f. Wovon
Vermehrung des Chromatins ab? Welches
nun. wie groß der Zuwachs sein wird? Von
sind hier zwei Hauptmöglichkeiten gegeben: ent-
Chromatin selbst bestimmt die Menge
bildenden, oder der Zuwachs wird durch etwas
'hromatin < enes bestimmt. Diese letztere Mög-
man sich so denken, daß in der Zelle eine
steht, welche bei jeder Verminde-
en . Chromatinmenge, sei sie natürlich durch
Mit se sei sie künstlich durch Ent-
men bewirkt, zu einer Chromatinneubil-
lieser Regel gibt, berührt uns bei diesen Be-
15
düng führt, bis eine der Zellengröße und Zellenqualität ent-
sprechende Menge vorhanden ist.
Allein die Beobachtung lehrt, daß dies nicht der Fall ist.
Das Chromatin, das einer Zelle bei ihrer Entstehung zufällt,
vermehrt sich nicht bis zur Erreichung einer bestimmten, für
die betreffende Zelle typischen Menge, sondern es vermehrt
sich genau proportional seiner eigenen Menge. Dies
ergibt sich mit voller Klarheit aus den Versuchen mit künst-
lich erhöhter und vor allem künstlich verminderter Chromo-
somenzahl, die ich neuerdings (20) an Seeigeleiern angestellt
habe, sowie aus den gleichzeitigen verwandten Versuchen
von Gerassimow (36) bei Spyrogyra.
Schon 1889 (12) hatte ich bei Versuchen mit Bruchstücken
von Seeigeleiern beobachtet und habe es bei erneuter Prüfung (20)
bestätigt gefunden, daß aus monosperm befruchteten kern-
losen Fragmenten, d. h. also aus solchen mit der Hälfte der
normalen Kernmenge, Gastrulae und Plutei hervorgehen, die
beträchtlich kleinere Kerne besitzen als diejenigen aus im
Übrigen völlig gleichen kernhaltigen Fragmenten. Stücke
von derartigen, isoliert gezüchteten Larven sind in Fig. 2 1
und 22 (pag. 16) abgebildet; sie stammen aus annähernd gleich
großen Eifragmenten des gleichen Weibchens, die mit Sperma d< s
gleichen Männchens befruchtet worden waren; die Larve der
Fig. 21 ist aus einem kernhaltigen, die der Fig. 22 aus einem
kernlosen Fragment hervorgegangen. Der Größenunterschied
der Kerne fällt sofort in die Augen, zugleich aber auch, daß
die kleinkernige Larve auf gleichem Bereich beträchtlich mehr
Kerne, also auch mehr Zellen besitzt, als die großkernij
Ganz Entsprechendes gilt, wenn die Chromatinmenge im Ei
abnorm erhöht ist. Durch Schütteln der Seeigeleier kurz
nach der Befruchtung läßt sich bewirken, daß das Spermo-
zentrum sich nicht teilt und so an Stelle des Amphiasters ein
Monaster entsteht, dem die Chromosomen in Form einer Kugel-
L l'i- Chromosomen teilen sich hier, wie
rochterelemente, die nun aber, da der
Verteilungs-
mechanismus
fehlt, alle wie-
der in einem
einzigen Kern
vereinigt wer-
den*). Erst bei
Auflösung die-
ses Kerns ent-
steht die typi-
sche zweipoli-
ge Figur, ab er
"■ mit dem
Doppelten
der norma-
len Chrom a-
tinmenge.
Eine Gastrula
aus einem
solchen , iso-
liert gezüch-
teten „Monas-
terei" ist in
Fig. 24 in po-
larer Ansicht
gezeichnet;
neben ihr steht
oes jungen Pluteus in ^lS' 23 zum
in kernhaltigen Ei- Vergleich eine
I hen von den gleichen
m. gleich weit
l
:l '■
entwickelte normale Gastrula von den gleichen Eltern. Die
erstere zeigt ihrer dop-
pelten Chromosomen-
zahl entsprechend be-
trächtlich größere und
dafür bedeutend weni-
ger Kerne als die nor-
male Larve. Es mag
i.
nebenbei bemerkt
sein, daß in allen
diesen Eällen nicht,
wie man wohl erwar-
ten möchte, der Kern-
inhalt, sondern die
Kernoberfläche der
Chromosomenzahl pro-
portional ist.
Was durch diese
Versuche für verschie-
dene Keime gezeigt l\\?^# ^
Fig. 23.
9W J*rW w w *,
ist, das läßt sich auch
in einem und dem-
. ■■• N# •*• aO>
selben konstatieren, ^ - — ,. *&' m
falls die einzelnen
Keimbereiche aus
Blastomeren mit ver-
schiedener Chromatin-
Fig. 23. Norm-ale Gastrula von Strongylo-
centrotus lividus, vom animalen Pol gesehen. «L^*
Fig. 24. Gleichalterige Gastrula von
den gleichen Eltern, nach experimentell er-
zeugter Verdoppelung der im befruchteten
Ei vorhandenen Chromosomenzahl.
Fig. 25. Ein Stück der Wimperschnur
eines Pluteus von Strongylocentrotus lividus
aus einem doppeltbefruchteten Ei.
Boveri, Konstitution der chromatischsn Kernsubstanz.
F
'g-
24.
iJ&i
l\
>*
#
►••ff
Vi
1
1 g.
25
— i8 —
i sind. Sowohl durch Doppelbefruch-
h durch die früher von mir als „partielle Be-
chriebenen Versuche (10) läßt sich ungleiche
der primären Blastomeren erzielen. Die ent-
Larven bieten dementsprechend großkernige und
iche dar. die sich ganz scharf gegeneinander
\\ !\ ntraste hier bestehen können, zeigt
Iche ein Sank der Wimperschnur eines Pluteus
1h. d.T aus einem d< »ppeltbefruchteten Ei hervorgegangen
Bedeutung solcher Objekte komme ich im
IV initt zurück.
Fassen wir die besprochenen Tatsachen zusammen, so
n wir s; gen: Erhält eine Zelle bei ihrer Entstehung halb
viel Chromatin als normal, so bleibt der Kern dauernd ent-
bend kleiner; die Zelle teilt sich wieder, ohne den Normal-
nd erreicht zu haben. Umgekehrt: Wenn die Zelle bei
ihr- »tehung das Doppelte der normalen Chromatinmenge
kalt und damit also schon bei ihrer Bildung so viel besitzt,
• Bche Zelle erst hat, wenn sie sich wieder teilen will,
unterbleibt nicht etwa das Wachstum, sondern auch hier
Anwachsen des Kerns auf ungefähr das Doppelte
Anfangsmenge statt. Kurz: das Chromatin vermehrt
h /\\ i zwei reilungen mag es wenig oder viel
immer auf ungefähr die doppelte Menge. Und diese
dso eine Funktion des Chromatins selbst und
anderen Faktors in der Zelle. Ich möchte das sich
sprechende Gesetz kurz als das des proportionalen
rnu itums bezeichnen.
sprochenen I atsachen führen uns nun auf die für
wichtige Interscheidung von jungem Chro-
vachsenem. Das Chromatin, wie es in
K' t junges Chromatin; um wieder zur Teilung
uß es wachsen. Auch wenn die Zelle bei
— ig —
ihrer Entstehung schon so viel Chromatin hat, daß es der
Menge nach genug wäre, so muß es sich doch vermehren, um
wieder ausgewachsen, um wieder teilungsfähig zu sein. Und
andererseits, wenn die Zelle weniger bekommt als normal, so
kann das Chromatin nicht über ein bestimmtes Maß hinaus-
wachsen, um dadurch die typische Menge zu erreichen, sondern
auch hier findet nur ein Wachstum bis zu einer bestimmten
Grenze statt; dann ist der ausgewachsene Zustand erreicht und
es erfolgt die Teilung.
Und im Zusammenhang damit steht es nun, wenn ich
bei meinen Versuchen die auf den ersten Blick überraschende
Tatsache konstatieren konnte, daß von zwei identischen Eiern,
die nur in der Menge ihres Chromatins verschieden sind, nicht
dasjenige sich öfter und rascher teilt, das den größeren Kern
besitzt, sondern das mit dem kleineren, so daß also die ent-
stehenden Larven nicht nur durch die verschiedene Kerngröße,
sondern ebenso dadurch charakterisiert sind, daß die klein-
kernigen auf genau dem gleichen Entwicklungsstadium und
bei gleichem Alter mehr Zellen besitzen als die großkernigen.
Der Grund für diese Erscheinung liegt offenbar darin, daß
ein bestimmtes Größen Verhältnis von Kern und Protoplasma
(R. Hertwigs Kernplasmarelation (52)) angestrebt wird und daß
dieses Verhältnis bei der Unfähigkeit des abnorm kleinen
Kerns, sich über seine ursprüngliche Anlage hinaus zu ver-
größern, nur dadurch erreicht werden kann, daß sich das
Protoplasma durch öftere Teilung entsprechend verkleinert
Das Gleiche in umgekehrter Richtung gilt für Eier mit abnorm
großem Kern. Da seine Abkömmlinge nicht im Stande sind.
etwa durch Unterdrückung des Wachstums zwischen zwei
Teilungen, sich auf die Normalgröße zu verkleinern, so muß
die Zahl der Teilungen bis zur Erreichung eines bestimmten
Embryonalstadiums, der normalen Entwicklung gegenüber, ent-
20 —
ermindert werden, damit das nötige Verhältnis
un.l Protoplasmamenge gewahrt bleibt.
Stellungen erledigt sich nun zugleich der
nwand, der noch gegen unser Gesetz des proportionalen
chstums hätte erhoben werden können. Man könnte
lieh vorstellen, der Kern mit abnorm wenig Chroma-
shalb nicht bis zur Xormalmenge zu gelangen,
s Protoplasma sich nach einer bestimmten Pause wieder
und der Kern sich mitteilen müsse, ohne Zeit gehabt zu
seine volle erreichbare Menge zu vergrößern.
\V inen diesen Einwand mit voller Bestimmtheit zurück-
u. Denn von allem anderen abgesehen, lehren die Yer-
: in der klarsten Weise, daß nicht das Protoplasma den
sondern umgekehrt der Kern das Protoplasma bei der
hl und Schnelligkeit der Teilungen beherrscht*).
Was wir in diesen Feststellungen über das Chromatin
en, «las ist nun nur denkbar bei Annahme einer
S 51 Mi/ zukommenden Individualität. Es kann sich im
:in des ruhenden Kerns nicht um eine gleichartige
Substanz handeln, auch nicht um etwas einem Krystall
V. hbar< mdern wir sind gezwungen, im Chromatin ein
mehrere „Individuen" anzunehmen, ganz in dem Sinn,
wir eine Zelle oder ein Metazoon als Individuum be-
chnen, d. h. Gebilde mit einer festen, anisotropen Struktur
ininuer Maximalgröße. Denn nur ein solches „orga-
[ndividuum kann einen Jugendzustand und einen aus-
chsenen Zustand als immanente Eigenschaft besitzen.
w n aber geht aus den betrachteten Tatsachen
ich! das Chromatin des ganzen Kerns ein Indi-
hier gemeinten Sinn darstellt. Denn nicht eine
nzen Kerns repräsentiert, wie wir ge-
ht nicht für die frühesten Furchungsstadien ; aber
unsere Erörterungen nicht in Betracht.
2 1
sehen haben, den ausgewachsenen Zustand, sondern eine be-
stimmte Größe seiner — in verschiedener Zahl möglichen —
Teile.
Überblicken wir noch einmal alles in diesem Abschnitt
Besprochene, so können wir, wie ich glaube, Folgendes be-
haupten: i) Es ist, auf Grund des Zahlengesetzes in Verbin-
dung mit der eben betrachteten Erscheinung des porportionalen
Kern Wachstums, eine absolut notwendige Annahme, daß im
Kern Einzelgebilde, die sich als Individuen bezeichnen lassen,
vorhanden sind; 2) wir können in gewissen Stadien des Zellen-
lebens solche in der Tat unterscheiden, nämlich die Chromo-
somen, die uns hierbei zugleich eine besonders charakteristische
Eigenschaft organischer Individuen zeigen, nämlich Fortpflan-
zung durch Teilung, und von denen jedes, wie ich bei As-
caris megalocephala nachweisen konnte (11), im Stande ist, für
sich einen Kern zu bilden, der bei seiner Auflösung wieder
ein solches Individuum aus sich hervorgehen läßt; 3) wir haben
an verschiedenen Kernen, die sich aus mehreren Chromosomen
aufbauen, die deutlichsten Anzeichen, daß jeder Kernbezirk,
der aus einem Chromosoma entstanden ist, sich wieder in
eines zusammenzieht.
Ich bin der Meinung, daß wir nach diesen Feststellungen
befugt sind, nicht mehr lediglich von einer Hypothese, son-
dern von einer Theorie der Chromosomen-Individualität
zu reden. Es gibt keine andere Annahme, um allen Tat-
sachen gerecht zu werden. Wohl liegen noch mancherlei Ein-
wendungen vor, von denen uns die wichtigsten bei unseren
weiteren Betrachtungen begegnen werden; und es darf auch
nicht verschwiegen werden, daß es Zellen gibt, für welche wir
gewaltige Metamorphosen unserer chromatischen Individuen
während des Ruhestadiums oder ganz spezifische, von den
typischen Kern Verhältnissen abweichende Vorgänge annehmen
müssen, um z. B. solche Erscheinungen, wie sie an den Keim-
—
er •• foachtet worden sind [Fick (35), Carnoy
mit der ITheorie in Einklang bringen zu können
welche die Theorie wirklich erschüttern könnten'
h nirgends; im Gegenteil, wo wir nur immer in der
.11 I hritt in der Erforschung der Kern-
macht sehen, stets ergibt sich eine neue Bestä-
r rheorie. Dies wird sich deutlich zeigen, wenn wir
Betrachtungen angelangt sein werden.
S II ich schließlich <\cn Grad der Berechtigung, den mir
[ndividualitätstheorie zu besitzen scheint, durch einen
Verj h charakterisieren, so möchte ich auf chemische Ver-
Jtnisse hinweisen. Wir machen aus Sauerstoff und Wasser-
ff Wasser und können aus dem Wasser wieder im gleichen
Verhältnis Sauerstoff und Wasserstoff gewinnen. Wie die
• Grund dieser Tatsache im Wasser Sauerstoff und
ff enthalten sein läßt, obgleich die Eigenschaften
5l Ffe völlig verschwunden sind, ganz ebenso und, wie
< heint, mit ganz ebenso guten Gründen denkt sich unsere
in dem ruhenden Kern die einzelnen Chromatinindi-
erhalten.
zum Schluß nicht unterlassen zu bemerken, daß es,
ohl in allen Wissensgebieten, die sich auf Organismen be-
Luch in dem eben betrachteten, Grenzen geben wird, wo
ihre Gültigkeit verlieren. Es ist fraglich, ob das,
dem Verhalten der Chromosomen bei den höheren
nd Pflanzen abgeleitet haben, schon für die niedersten
Wenn wir an das denken, was wir auf höheren
1 als ..Individuum" und „Individualität" be-
im«! wie wir hierbei überall auf Grenzfälle treffen,
ch dem Begriff nicht mehr fügen wollen, so werden wir
ndem dürfen, wenn es auch unserem Begriff der
dnindividuen nicht beschieden sein wird, alles zu um-
die Natur an Zuständen der Zellkerne darbietet.
23
IL Über die Teilungsstruktur der Chromosomen.
In diesem kurzen Abschnitt soll auf einige Probleme
hingewiesen werden, die mit der Übertragung der Chromatin-
individuen von einer Zellgeneration auf die nächste zusammen-
hängen, Probleme, die bisher sehr geringe Angriffspunkte zu
weiterer Erforschung darbieten und daher auch kaum beachtet
worden sind.
Der Querschnitt eines in Teilung begriffenen Chromo-
soma hat einen klar ausgeprägten disymmetrischen Bau, wir
können zwei Polseiten und eine äquatoriale Zone an ihm
unterscheiden; der Querschnitt des neu gebildeten Tochter-
elements ist dementsprechend monosymmetrisch, er hat eine
polare und eine äquatoriale Seite. Nehmen wir die einfachste
Möglichkeit an, daß nicht nur das chromatische Individuum
selbst, sondern auch dessen Polaritätsverhältnisse im ruhenden
Kern erhalten bleiben, so muß sich in irgend einer Periode
zwischen zwei Teilungen ein Übergang des monosymmetrischen
in den disymmetrischen Zustand vollziehen. Über die Auf-
stellung eines derartigen Postulats aber vermögen wir vorläufig
nicht hinauszukommen.
Offenbar in naher Beziehung zu diesem polaren Bau
stehen Strukturverhältnisse der Chromosomen, durch welch«'
ihre Verknüpfung mit den sie dirigierenden Spindelfasern ver-
mittelt wird. Ich habe mehrfach (n, 17) an der Hand normaler
und abnormer Teilungsfiguren darauf hingewiesen, daß sich
die Verbindung der Chromosomen mit den Zugfasern der
Spindel nicht von einer Mitose zur nächsten erhält, wie es in
dem bekannten RABLschen Schema (7 6) angenommen ist. sondern
daß sie bei jeder Teilung*) neu entsteht. Wenn wir nun sehen,
daß es für jede Chromosomenart typische Stellen sind, an
*) Vielleicht mit einer bestimmten Ausnahme (vgl. Abschnitt V, p. 6t
24 —
»indelfasem herantreten: bei Ascaris megalo-
B der nahezu die ganze Länge der
Salamandra der Schleifenwmkel, bei Echiniden das
menende, so nötigt dies zu der Annahme, daß
vor den übrigen irgendwie ausgezeichnet sind.
Im spezielleren sind diese Angriffsstellen der Chromo-
ai geordnet, daß sie sich auf zwei opponierten Seiten
r zu den „Polseiten" der Tochterelemente
nrichtung, auf welcher ja die reguläre Ver-
lunj i hterelemente im wesentlichen beruht [vgl.
M BOVERJ !' ' .
Art. wie die vorhandenen Pole sich mit den
'hr in Verbindung setzen, habe ich (n) für Ascaris
• hala drei < besetze formuliert, die, wie ich glaube, mit
n Modifikationen, allgemeine Gültigkeit besitzen
■ •'• : . Sie Kulten:
i. D hromosomen gestatten eine Festheftung der
•i nur an ihren Polseiten.
[sl die erste Fibrille einer Sphäre mit der einen Pol-
x i Chromosoma in Verbindung getreten, so können die
Ldchen der gleichen Sphäre nur gleichfalls an diese
h n, auch wenn die andere noch frei ist.
e Schleife mit einem Pol in Verbindung ge-
können sich die Radien eines anderen nur noch an
ht mit Beschlag belegte Seite anheften.
in dritten Satz ist zugleich ausgesprochen, daß,
'hromosoma bereits von zwei Polen mit Beschlag
weiteren etwa vorhandenen von einer Ver-
dii Chromosoma ausgeschlossen sind.
len zweipoligen Figuren würden allerdings zu
klärui Stelle «lieser drei Gesetze die einfachere
habe jede der beiden Polseiten oder,
^gedrückt, jedes der beiden im Mutterelement vor-
^5
bereiteten Tochterelemente eine gewisse Affinität zu einem
der beiden Spindelpole, so daß es von vornherein für diesen
bestimmt sei; und auch bei den mehrpoligen Figuren könnte
die Tatsache, daß jedes Chromosoma nur mit zwei Polen in
Verbindung tritt, zunächst zu der Vermutung verleiten, es
seien für jedes Element zwei bestimmte Pole, welche allein
ihre Radien an dasselbe anheften können.
Allein eine Vergleichung der Variationen in der Schleifen-
verteilung bei verschiedenen mehrpoligen Figuren führt, wo-
von im VI. Abschnitt noch genauer die Rede sein wird, zu
dem Resultat, daß eine solche Prädestination nicht besteht,
daß vielmehr zunächst jeder der vorhandenen Pole die Fähig-
keit besitzt, mit jeder Seite eines jeden chromatischen Elements
eine Verbindung einzugehen und daß es rein vom Zufall ab-
hängt, welche Kombination in jedem einzelnen Fall ver-
wirklicht wird.
So dunkel nun auch die Einrichtungen sind, welche wir
auf Grund der hiermit in Kürze angedeuteten Verhältnisse in
den Chro,mosomen annehmen müssen und so unbefriedigend
also gerade in diesem Punkt der Stand unserer Einsicht, so
ist doch schon das wenige, was wir aussagen konnten, von
großer Bedeutung bei dem Versuch, mehrpolige Teilungs-
figuren für eine Analyse der Wertigkeit der einzelnen Chro-
mosomen des gleichen Kerns zu benutzen, wovon weiterhin
die Rede sein wird.
_ 26 —
Ml Qualitative Verschiedenheit im einzelnen
Chromosoma.
Wir haben im vorigen Abschnitt aus dem Verhalten der
neu bei der Teilung eine Ungleichheit verschiedener
l<, s und desselben Elements erschlossen. Diese
keit ist aber oder kann wenigstens sein etwas
n Äußerliches, wie etwa der Henkel an einem Krug mit
Viel wichtiger ist die Frage, ob auch der wesentliche
jeden chromatischen Elements, dasjenige, woran
Funktion in der Zelle geknüpft ist, Bereiche verschiedener
Wertigkeit unterscheiden läßt. Die Antwort lautet bejahend.
ine solche qualitative Verschiedenheit einzelner
. 3 gleichen ( hromosoma bisher mit Sicherheit aus der
der Nematoden, in der Familie der Ascariden, und
andererseits wenigstens mit großer Wahrscheinlich-
I jekl Dytiscus) annehmen.
Verhältnisse bei den Ascariden, zuerst von mir bei As-
3, 18), dann von ( ). Meyer (64) und K. Boxnevie (5)
zwei anderen Arten nachgewiesen, werden durch
illustriert, die sich auf Ascaris meg. univalens, also
V.r mit zwei Elementen im befruchteten Ei beziehen.
das zweizeilige Stadium; in jeder Elastomere erkennt
rl ge reilungsfigur in polarer Ansicht mit ihren zwei
. Aber nur in der unteren Zeile haben die Chromo-
nd derer des Eies bewahrt; in der oberen
r S< hleife die beiden verdickten Enden abge-
en, während der miniere Abschnitt in eine große Anzahl
r. in Reihe aufeinanderfolgender Körner zerfällt.
kleinen ( !hromatinkörner nehmen an der weiteren Ent-
il. ,: S bleifenenden sind dem Untergang verfallen.
27
Fig. 27 zeigt die beiden Blastomeren auf einem etwas späteren
Stadium, gegenüber der Fig. 26 um 90 ° um ihre gemeinsame
Fig. 26.
Fig. 28.
Fig. 2;.
C^J
Fig. 29.
Fig. 26 — 29. Vier Stadien aus der Furchung von Ascaris megalocephala
univalens; die gegenseitige Stellung der Teilungsfiguren ist schematisch so angenomn
daß der Vorgang der Chromatindiminution an möglichst wenigen Figuren anschau-
lich wird (vgl. TH. BOVERI 18).
Achse gedreht In der unteren Zelle haben sich die beiden
Chromosomen in typischer Weise gespalten, mit jedem Pol sind
— —
,men verbunden; in der oberen Zelle haben
nur die kleinen Körner, die aus dem mittleren Abschnitt
en Chromosomen hervorgegangen sind, geteilt und
l hterplatten auseinandergerückt, die Enden —
1 in dem Durchschnitt zu sehen — verharren im
werden, wenn sich die Zelle durchschnürt, in
Weise auf die beiden Tochterzellen verteilt
sie immer kleiner werden (Fig. 29) und schließlich
Aus den zahlreichen kleinen Chromosomen jeder-
ein Kern auf, der sich von dem der beiden
unteren 'Ten sofort dadurch unterscheidet, daß ihm die
I. hnitt besprochenen und in Fig. 6 (pag. 7) abgebildeten
fehlen, die ja, wie wir wissen, ihre Existenz eben
- hleifenenden verdanken, die in den beiden oberen
dem Kern verloren gegangen sind. Wir be-
im.-u einen solchen Kern als diminuierten Kern. In
sehen wir die vier Blastomeren in der Vorbereitung
hsten reilunj Die beiden oberen verhalten sich ganz
- ihren Kernen gehen wieder die gleichen kleinen
men hervor, die wir in sie eingehen sahen, und auch
•1 Abkömmlinge !>• wahren diesen Charakter. Zwischen
unteren Zellen dagegen tritt wieder die gleiche
ut. wie vorher zwischen den beiden primären Blaste-
me in unserer Figur die rechte) bewahrt die
Chromosomen und überträgt dieselben auf ihre
hterzellen, in der linken vollzieht sich wieder die Ab-
nden und der Zerfall der mittleren Schleifenab-
dieser Zelle entstehen also zwei Tochterzellen
•i Kernen, ein Charakter, der sich nun gleich-
A.bkömmlinge forterbt. Ganz der gleiche Diffe-
lerholt sich beim Übergang vom acht-
S idium zwischen den beiden hier vor-
►ßk< Zellen und dann in völlig entsprechender
— 29 —
Weise noch einmal, im ganzen also viermal, wie dies in dem
Furchungsschema der Fig. 30 dargestellt ist, in welchem der
schwarze Kreis eine Zelle mit ursprünglichem Kern, der weiße
eine solche mit diminuiertem Kern, der von vier schwarzen
Punkten umgebene weiße Kreis eine Zelle bedeutet, in der die
Diminution stattfindet. Zuletzt bleibt eine Zelle mit ursprüng-
lichem Kern übrig, das ist die Urgeschlechtszelle (UG), aus
der sich durch lauter gleichartige Teilungen die Oocyten oder
Spermatocyten des neuen Individuums ableiten; die Gesamtheit
der übrigen Zellen bezw. die Nachkommen dieser Zellen re-
präsentieren das Soma des neuen Organismus.
befruchtetes Ei
5om a
Fig. 30. Furchungsschema von Ascaris megalocephala.
Es muß zunächst erwähnt werden, daß dieser Vorgang
mehrfach, neuerdings wieder von NüSSBArM(72) gegen die Indi-
vidualitätstheorie ins Feld geführt worden ist wie mir scheint,
ohne zureichende Begründung. Die gesetzmäßige Zerlegui g
eine Chromosoma in eine Anzahl von Chromosomen, wie sie
uns der Vorgang bei Ascaris meg. darbietet, kann so wei
ein Einwand gegen die Individualität der Chromosomen sein.
Zerfall einer Zelle in viele Zellen gegen
lalitat der Zelle. Es widerspricht doch der Indi-
nicht, daß sich die Chromosomen in jeder
in zwei rochterchromosomen spalten; nun, etwas ganz
s ist «1er Zerfall des großen Ascaris-Chromosoma;
reilung, wenn auch in anderer Richtung. Aber so
-•ii durch Generationen immer symmetrisch teilen
cinin.il in unsymmetrische Abkömmlinge, wie z. B.
I' tenbildung, warum soll nicht auch in den
- I »erartiges vorkommen? Allerdings werden
h hier vermuten dürfen, daß es sich um eine Son-
hiedenwertiger Bestandteile handelt.
Wenn die Dinge so lägen, daß aus einem Kern, in den
bandförmige Chromosomen eingetreten sind, ein
Haufen winzig kleiner hervorginge, so ließe sich verstehen,
- Faktum gegen die Individualitätstheorie angeführt
S er spielt sich ja alles unter unseren Augen ab;
ii das isoliert vorliegende Chromosoma sich vermehren,
sehen in den einen Kern zwei große Chromosomen, in den
idem ele kleine eingehen, und nun erst hat die Indi-
um- Probe abzulegen und besteht sie glänzend:
Kern, der viele kleine Chromosomen in sich aufge-
ehen wieder viele kleine, aus dem Kern, der
►ßen entstanden ist, wieder zwei große hervor.
Ehe ich nun auf die r»"deutung des Diminutionsvorganges
i für unser Problem noch etwas näher eingehe,
ich mich zur Besprechung der interessanten Befunde,
GlARDlNA für Ihtiscus beschrieben hat. Auch hier
um die Ausbildung eines Gegensatzes von
Uen zu somatischen*), auch hier darum, daß sich
Propagationszellen Kernbestandteile erhalten,
I rudimentäre Propagationszellen aufzufassen sind, was
ch irri r alle somatischen Zellen sagen könnte.
3i
die den somatischen verloren gehen. Allein der Weg, wie
dies erreicht wird, ist ein anderer. Um zunächst das Äußer-
liche zu charakterisieren, so liegt der Prozeß nicht am Anfang
Ooponie 0 1
Fig. 31. Schema der Bildung der Oocyten und Xährzellen bei Dytiscus.
(Nach Gl ARDINA 37).
der Keimbahn, wie bei Ascaris, sondern am Ende und dürfte
wohl auf das weibliche Geschlecht beschränkt sein. Er betrifft
die Bildung einer Oocyte und von 15 Xährzellen aus einer
Oogonie (vgl. das Schema Fig. 31). Im Kern dieser Oogonie Ol
(Fig. 32) tritt vor ihrer Teilung eine Scheidung des Chromati ns
ein in einerseits etwa 40 Chromosomen, die sich in (\w «inen
Kernhälfte ansammeln (Fig. 33), andererseits einen retikulierten,
später zu einer vakuolisierten Masse sich umwandelnden Be-
reich, der die andere Kernhälfte einnimmt. Aus den 40 Chro-
mosomen baut sich nach Auflösung des Kerns die Äquatorial-
platte auf (Fig. 34—36), die kompakte Chromatinmasse l
sich als Ring um die Spindel herum, wie dies in Fig. J5 bei
seitlicher, in Fig. 36 bei polarer Ansicht der Spindel zu sehen
ist, und wird manchmal, noch ehe die Tochterplatten von-
einander entfernt sind, über den einen Pol hinausgeschoben
32
I und damit der einen Tochterzelle zugeteilt (Fig. 38)*).
-halt . nzen Ring und dazu noch 40 Tochter-
re, kleinere Zelle nur die 40 anderen
I [-Chromosomen. Von ihr stammen durch lauter gleich-
1 , Nährzellen ab (Fig. 31). In der anderen
• wiederholt sich der glei< he Prozeß. Aus den Tochter-
chi hat sich ein Ruhekern entwickelt, der gewöhn-
h mit dem sich auflockernden Chromatin des Ringes zu
iheitlichen ..Kern" zusammentritt (Fig. 39). Doch
111 die beiden Bestandteile dauernd unterscheid-
Bei der nächsten reilung entstehen aus dem Teil, der
I chterchromosomen aufgebaut hatte, wieder
1 hromosomen (Fig. 40, untere Zelle), der andere Teil
ler zum kompakten Ring" und geht ganz in die eine
über. Der gleiche Prozeß wiederholt sich noch
1 erwähnt sein, wie wenig stichhaltig der Einwand ist,
i'iv\ \it, yrie der Chromatinring in die eine Tochterzelie ge-
! .. rhebt, daß die Bewegung der Tochterchromosomen
dei Spindel fasern beruht. Die Bewegung des Chroma-
niit dei I der Chromosomen gar nicht zu vergleichen. Und
durch Sphärenradien bewegt werden, so ist damit nicht be-
in d( • Zelle nicht noch andere Teile liegen können, die auf andere
Ich komme auf dieses Verhältnis bei Besprechung der
Kernteilung nochmals zurück.
ierung der Keimzellen und Nähr Zeilen in der
Dytiscus e 1 \im>i\a 37). (Fig. 40 aus verschiedenen
I g. $2. Oogonie 0, in Vorbereitung zur Teilung.
Scheidung der isolierten Chromosomen von
okulierten Chromatinmasse. Fig. 34. Kernauflösung;
ui die Spindel ein; das übrige Chromatin metamorphosiert
ringförmigen Körper, der sich um die Spindel herumlegt,
b'ig. j6 bei polarer Ansicht zu sehen. Fig. 37.
. hinausgerückt und damit ausschließlich der
zufallend (Fig. 38). Fig. 39. Der aus den
Oogonie 02 mit dem kernartig umgebildeten
• Vorbereitung von 0.2 zur Teilung tritt die gleiche
rung wieder auf (Fig. 40).
Fig. 32.
33
Fig. 33-
F'& 34-
Fig- 35-
■\;
Fig- 3 6.
-y
Fig- 37
wfö&tt
Fig. 38.
Fig. 39-
40«
?f
o.
0
o.
Boveri, Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
.:
54
D Generation dieses Zellenstammbaumes
Zellen, 15 mit diminuiertem Kern, das
hrzellen, eine, auf die neben dem allgemeinen
hließlich der Ring übergegangen ist, das ist
in der sich nach einiger Zeit der Gegensatz der
rnbereiche völlig verwischt.
Prozeß gab Anlaß zu einem Angriff gegen
lualitätstfr Giardina hat festgestellt, daß die
lurch welche die Oogonien 01 entstehen, etwa
men enthalten; der Kern einer solchen Zelle
Elemente in sieh auf. Da nun bei seiner
mehr als die Hälfte des Chrom atingerüsts zu dem
wird, so müßte, meint Giardina, nach der Individualitäts-
lie Zahl der jetzt auftretenden Chromosomen bedeutend
r als ; sein. Da er auch hier ungefähr 40 gezählt
hält er damit die Theorie für widerlegt Ahnlich wie
chreibt er der Zelle, unter Ignorierung der positiven
Lehen, die Eigenschaft zu, ihr Chromatin, auch nach
n Verlusten an Chromosomen, in stets die gleiche Zahl
S< . menten zu zerlegen.
m zu n, auf wie schwachen Fundamenten dieser
d ruht, knüpfe ich an den Diminutionsvorgang bei As-
lumbricoides an, wie er von K. Bosnevie (5) festgestellt
und in Fig. \\ -43 schematisch dargestellt ist. Fig. 41
•sprünglichen Chromosomen des befruchteten Eies;
nur 7 gezeichnet. Auch hier besteht,
A Efalocephala, der Diminutionsvorgang darin,
hromosoma die beiden Enden und damit der
ihrer Substanz abgestoßen wird; der mittlere
ch bei Ascaris megaloeephala in eine große
men teilt, bleibt bei Ascaris lumbrieoides
und 43) und wir haben hier also den Fall,
l hromosomen in den diminuierten
35
Kernen genau die gleiche bleibt wie in den nicht
diminuierten. Im Gegensatz zu der Ansicht von < Iiakihna
konstatieren wir somit vor allem die wichtige Tatsache, daß
Fig. 41.
Fig. 42.
1
Fig. 43-
Fig. 46.
Fig. 41 — 43. Schema der Chromatindiininu tion bei Ascaris lumbricoides
(vergl. K. BOXXEVJE 5). Fig. 41. Urchromosomen. Fig. 42. Differenzierung der-
selben in den persistierenden mittleren Teil und die dem Untergang bestimmten
Enden. Fig. 43. Die diminuierten Chromosomen in die Spindel eintretend, die
abgestoßenen Enden davon ausgeschlossen. Fig. 44 — 46. Schemata zur Kern-
differenzierung bei Dytiscus. Fig. 44. Ruhender Kern der Oogonie ( \ nach
der Individualitätstheorie. Fig. 45 a und b. Die beiden möglichen Deutungendes
Differenzierungsvorganges. Fig. 46. Folgestadiuni zu Fig. .}
Konstantbleiben der Elementzahl trotz erheblicher Chromatin-
ausscheidung mit der Individualitätstheorie im besten Einklang
stehen kann.
- 36 -
Es i nun noch, ob sich nicht der unanalysierbare
\)\ s auf den eben betrachteten, genau analysier-
n Ascaris lumbricoides zurückführen ließe. Mir scheint,
nicht nur möglich ist, sondern daß die Abbildungen
iii\i:i'i\\ sogar entschieden für eine prinzipielle Überein-
mmung beider Fälle sprechen. Denken wir uns das chro-
Jsche Kerngerüst der Oogonie Ox , der Individualitäts-
maß, aus }«) selbständigen Bezirken bestehend, wie
s, hematisch ausgedrückt ist, so ist eine Scheidung
K mplexes in zwei Bereiche, die sich fortan verschieden
ten, in zweierlei Weise denkbar. Entweder (Fig. 45b)
estimmte Anzahl der 40 Gerüstbezirke, sagen wir 20,
indeln sich in u>t<> in Chromosomen um, die 20 übrigen
bmelzen zu dem kompakten Chromatinkörper; oder
lern cin/e]nen der 40 Gerüstbezirke wird ein Teil
einem Chromosoma, der Rest löst sich davon los und alle
zusammen vereinigen sich zu dem späteren Ring
I a und | Das schließliche Resultat könnte in beiden
sentlicb gleich aussehen; nur würden wir im ersteren
in den Mitosen eine reduzierte Zahl von vermutlich
im letzteren die typische Zahl von 40 kleineren
iromosomen erhalten. Der zweite Fall würde ein voll-
nmenes A.nalogon zu dem von Ascaris lumbricoides dar-
. wie .ms der Vergleichung der einander gegenüber-
! . uren unmittelbar ersichtlich ist. Nur wäre der
der sich bei den Nematoden in voller Klarheit an
K>liert vorliegenden < Ihromosomen abspielt, bei Dytiscus
• verlegt, die eine exakte Bestimmung, was vor-
ht, nicht zuläßt
Immerhin sind gewisse Anhaltspunkte vorhanden, um
»ßei Wahrscheinlichkeit entscheiden zu können, welche
len Deutungen das Richtige trifft. In dem zuerst an-
mmenen Fall ist zu erwarten, daß die 40 Chromosomen
37
der in Fig. 32 repräsentierten Oogonie, sobald sie bei der
Kernauflösung erkennbar werden, sich sofort auf die eine
Kernhälfte beschränkt zeigen, im zweiten Fall wäre zu ver-
muten, daß die Chromosomen durch den ganzen Kern zer-
streut auftreten und sich erst allmählich in der einen Korn-
hälfte sammeln. Obgleich nun Giardina über diesen wichtigen
Punkt nicht spricht, scheint mir doch aus seinen Figuren hervor-
zugehen, daß der zweite Modus verwirklicht ist. Die Chromo-
somen zeigen sich auf den früheren Stadien durch den ganzen
optischen Schnitt des Kerns verteilt, erst auf den Bildern der
späteren Stadien ist der Gegensatz zweier differenter Kern-
bereiche zu erkennen. Wir sind also einstweilen wohl be-
rechtigt, die Differenzierung bei Dytiscus als prinzipiell iden-
tisch mit der bei Ascaris lumbrieoides zu betrachten, d. h. an-
zunehmen, daß sich jedes chromatische Individuum des Kernes
Ox in zwei verschieden wertige Bereiche spaltet, von denen
fortan nur der eine an den mitotischen Vorgängen teilnimmt,
der andere besondere Wege einschlägt. Und in dieser Auf-
fassung ist es eben begründet, daß ich die von Giardina ent-
deckten Verhältnisse in diesem Abschnitt zur Sprache bringe,
der von der qualitativen Verschiedenheit einzelner Bereiche des
gleichen Chromosoma handelt.
Nun ist aber zwischen den Ascariden und Dytiscus ein
interessanter Unterschied hervorzuheben. Bei den Ascariden
wird die Differenzierung dadurch bewirkt, daß die beiden
Tochterzellen zunächst den ganzen Chromatinbestand der
Mutterzelle erben und daß dann in der somatischen Zelle die
Schleifenenden abgeworfen werden und degenerieren. I
Dytiscus dagegen erhält die Nährzelle gar nichts von demjenigen
Chromatin, das sie doch nicht braucht; dieses geht bei der
Teilung vollständig in die Zelle der Keimbahn ein. Es ist
hier also ein sparsamerer Modus gefunden als bei den A.S«
riden; und wenn wir noch etwas genauer ins Auge fassi
- 38 -
rauf der Unterschied im letzten Grund beruht, so liegt er
S »nderung in Chromatinbereiche verschiedener
Wertigkeit bei Dytiscus schon in der Reihe der Propagations-
len .-in tritt, so daß sich die Nährzellen sofort als rein
Seitenzweige abspalten können. Das für die Keim-
bahn spezifische Chromatin wird auf einem Weg, der nichts
mit drm Mechanismus der Karyokinese zu tun hat, in der
iligen Keimzelle festgehalten. Bei den Ascariden ist es
itlich anders. Hier tritt in der Keimbahn eine Chromatin-
nderung Oberhaupt gar nicht ein, die somatische Zelle muß
mit bei ihrer Bildung den vollen Chromatinbestand in sich
hmen, sie ist bei ihrer Entstehung, dem Chromatin nach,
i h noch Keimzelle und gibt erst sekundär durch Rückbildung
reils d< - I hromatins diesen Charakter auf.
Es drängt sich hier die Frage auf: Sollte ein solcher
i), wie die besprochene Chromatindifferenzierung, nur ganz
lisch in weit von einander entfernten Tiergruppen vor-
kommen oder ist er vielleicht weitverbreitet und nur noch
nicht aufgefunden? Hierzu dürfte zu bemerken sein, daß so
ffallende DifFerenzierungsprozesse, wie bei Ascaris und Dy-
ä wohl nur sehr spärlich vorkommen. Aber es ist denk-
r, daß der Vorgang vielleicht so unscheinbar abläuft, daß er
i chtung entzieht. Schon bei Ascaris lumbricoides
ist er so v hervortretend, daß er ohne die Kenntnis der
Verhältnisse bei Ascaris megalocephala kaum aufgefunden
irden wäre. Wo ersieh, wie bei jenem Wurm, ohne Verände-
rn! er Chromosomenzahl abspielt, fehlt ein weiteres wichtiges
Merkmal, durch das er auffallen konnte. Denkt man sich nun,
s zur Degeneration bestimmte Chromatin werde allmählich
aul st, ohne sich vorher in Form von Diminutionsstücken
Iten zu haben, so wäre es fast unmöglich, hiervon etwas
wahrzunehmen.
— 39 —
Was an eine weitere Verbreitung ähnlicher Vorkomm-
nisse glauben macht*), ist vor allem der Umstand, daß das
Xichtgebrauchtwerden bestimmten Chromatins in bestimmten
Zellen, nachdem wir es überhaupt als eine Tatsache kennen,
kaum eine Eigenschaft einzelner Gattungen oder Familien sein
kann. Auf der anderen Seite müssen wir aber auch an die
Möglichkeit denken, daß ungebrauchte Teile der Chromosomen
doch (gleich den nutzlosen Drohnen im Bienenstock) beibehalten
werden. Und hier ließe sich noch an das so sehr verschiedene
Verhalten verschiedener Organismen in ihrem Regenerati« >ns\ er-
mögen denken. Dieses Vermögen könnte davon abhängen,
wie weit sich in den Zellen der zur Regeneration beanspruchten
Teile der ganze Chromatinbestand erhalten hat.
Ist es wirklich der färbbare Bestandteil der Chromo-
somen, auf den die betrachteten Differenzierungen abzielen und
den wir also im gleichen Chromosoma als aus verschieden-
wertigen Teilen bestehend annehmen dürfen, so legt die Tatsache,
daß diese färbbare Substanz sich in manchen Chromosomen als
aus zahlreichen kleinsten Körnchen zusammengesetzt ergab, den
Gedanken nahe, daß diese Körnchen noch kleinere Einheiten von
unter Umständen verschiedener Qualität repräsentieren konnten.
Freilich müssen wir hier insofern äußerst vorsichtig sein, als
neuere Erfahrungen zu dem Verdacht Anlaß geben, dal', solche
kleine Granula Konservierungsartefakte sein könnten. Sollten
sich allerdings die Angaben < von Eisen (33, 34) bestätigen,
wonach in der Spermatogenese von Batrachose]» jedes
Chromosoma aus sechs durch Einschnürungen voneinander
abgesetzten „Chromomeren" bestehen und jedes Chromomer
sechs winzige Körnchen „Chromiolen- enthalten soll
*) An gewissen Hinweisen, daß ähnliche Kerndifferenzierungen weil
breitet sein mögen, fehlt es in der Litteratur nicht. Ich mache hier nur auf die
von Weismaxx und ISHIKAWA (104) für Daphniden beschriebene eigentümliche
sogenannte Parakopulation aufmerksam, die vermutlich auf einen ähnlich
7Airückgeht.
4o —
l-i. vas bei i -1 Chromosomen für den ganzen Kern
Chromiolen ergibt, so wurde diese außerordentliche
Kegelmäßigkeit den Gedanken an ein Kunstprodukt kaum
ifkommen lassen. Vielmehr durften wir uns der Über-
g mg hingeben, hier noch eine Stufe tiefer in die mor-
sche Konstitution des Chromatins eingedrungen zu sein.
Noch eine letzte Betrachtung sei hier an-
schlossen. Wir haben erfahren, daß in das
Keimbläschen von Dytiscus einerseits 40 Chro-
mosomen eingehen, andererseits eine Chromatin-
masse, über deren Konstitution wir nichts weiter
aussagen können. Es kann, obgleich Unter-
suchungen darüber noch nicht vorliegen, nach
der über das ganze Tierreich verbreiteten Gesetz-
mäßigkeit nicht zweifelhaft sein, daß das Keim-
bläschen von Dytiscus bei seiner Auflösung
40, bezw. die reduzierte Zahl von 20 Chromo-
- tmen aus sich hervorgehen läßt. Nehmen wir
nun, auf dem Boden der Individualitätstheorie
stehend, an, daß diese Elemente der ersten
Reifungsteilung mit den 40 vorausgehenden
1 sind, so muß ein Chromatinanteil übrig bleiben,
in die Reifungsteilungen eintritt, sondern zu
eht Aber auch, wenn wir das Umgekehrte an-
nen «rollten, daß der Chromatinring von Dytiscus aus
lementen zusammengesetzt sei und daß diese zu den
ten d< rsten Reifungsspindel würden, bliebe doch
r ein gewisser "Chromatinanteil des Keimbläschens, nämlich
durch die übrigen 40 Chromosomen repräsentierte, von der
•• ren Entwicklung ausgeschlossen.
heint mir. daß diese Überlegung zur Vorsicht mahnt
allen Argumenten, welche aus den Vorgängen in
und
• ua-
— 4i
den Keimbläschen gegen die Individualitätstheorie erhoben
worden sind. Ohne Zweifel wachsen in den Keimbläschen
großer Oocyten gewisse Bestandteile der Chromosomen kolossal
heran, um schließlich, wenn die Oocyte fertig ausgebildet ist,
nicht mehr gebraucht zu werden und zu schwinden. In manchen
Fällen, so nach Rückert(8i) bei Selachiern, N. M.Stevens
bei Sagitta, werden sie erst auf diesem Stadium aus den Chro-
mosomen ausgestoßen, die Chromosomen verkleinern sich dabei,
in anderen Fällen mögen sie sich schon im jungen Keimbläschen
von den persistierenden Teilen absondern und eigene Wege
gehen. Diese — schließlich zu Grunde gehenden — Teile
könnten nun im Keimbläschen alle nur erdenklichen Schicksale
erleiden, ohne daß hieraus Beweisgründe gegen die Individua-
litätstheorie erholt werden dürften. Und wenn also z.B. Hart-
mann (43) findet, daß im Keimbläschen von Asterias das Chro-
matin zuerst teils in einem Nucleolus, teils auf einem Plastin -
gerüst durch den ganzen Kernraum verteilt ist, später dieses
letztere Chromatin verschwunden ist und die Chromosomen der
ersten Reifungsteilung aus dem Nucleolus hervorgehen, so
vermag ich hierin nicht das geringste Bedenken gegen die
Individualitätstheorie zu erblicken. Es scheint mir sehr wohl
möglich, daß hier etwas Ähnliches vorliegt, wie bei Dytiscus,
daß sich von den chromatischen Individuen, welche weiterge-
führt und im Nucleolus aufbewahrt werden, anderes Chro-
matin, dem Dytiscusring entsprechend, abgespalten hat.
das vielleicht bei dem Wachstum und der spezifischen Aus-
gestaltung der Oocyte die Hauptrolle spielt oder gar allein
von Bedeutung ist und, wenn diese Aufgabe erfüllt ist,
untergeht. Unsere Theorie, welche behauptet, daß zwischen
den Chromosomen von einer Teilung zur nächsten eine
individuelle Kontinuität besteht, verlangt nicht, daß alles Chro-
matin eines Kerns dauernd in diesen Individuen lokalisiert sein
müsse.
42
\ . Verschiedenwertigkeit der einzelnen Chromo
souien eines Kerns.
Die Gleichartigkeit aller in einem Kern vorhandenen
Chromosomen in Bezug auf die Strukturverhältnisse, die wir
im II. und besonders im III. Abschnitt kennen gelernt haben,
hließt nicht aus, daß in anderen Kernen und in anderer
Hinsicht eine Verschiedenheit der einzelnen im gleichen Kern
reinigten Elemente bestehen könnte. Sowohl an morpho-
he Unterscheidbarkeit ist hier zu denken, als vor allem
an eine ver» hiedene Funktion der einzelnen Chromosomen im
[{aushalt der Zelle. Indem wir uns zur Betrachtung dieses
Problems wenden, halte ich es für zweckmäßig, die Frage
h der physiologischen Yerschiedenwertigkeit voranzu-
11t -n.
Um zu ermitteln, ob die Chromosomen eines und des-
selben Kerns verschiedene Qualität besitzen oder nicht, ist es
nötig, Zellen zu finden oder experimentell herzustellen, denen
ein Teil der ihnen typischerweise zukommenden Chromosomen
lt. Bis zu einem gewissen Grad liegt dieser P'all schon in
r Natur vor, nämlich bei derjenigen Art von Parthenogenese,
sich d leiche Ei mit oder ohne Befruchtung zu ent-
wickeln ve In viel größerer Reinheit ist uns etwas Der-
rti- eben in der von J. Lokim5q) entdeckten, von E. B.
Wilson I07)genauer erforschten künstlichen Parthenogenese
Aus'den hier konstatierten Tatsachen ergibt
i. daß die Chromosomen des Eikerns für sich allein alle
"ii bis zur Erreichung des in unseren Aquarien
htbaren Plut< idiums besitzen. Was auf diese Weise für
kern gezeigt ist. hatte ich schon vorher (12, 16) für den
43
Spermakern bewiesen durch die Aufzucht von Pluteis aus
normi! befruchteten Eifragmenten ohne Eikern. Diese
Versuche wurden später von Delage (26) und Winkleb (108)
bestätigt und die Erscheinung von ersterem als „Merogonie"
bezeichnet.
Die genannten Erfahrungen lehren nun nichts anderes,
als daß die Gesamtheit der Eikernchromosomen der Gesamt-
heit derer des Spermakerns bis zum Pluteusstadium prinzipiell
gleichwertig ist. Sie sagen nichts über die Bedeutung der
Chromosomen an sich, geschweige über deren Wertigkeit im
Einzelnen. Sucht man sich aber über diesen Punkt aus den
Tatsachen der normalen Befruchtung ein Urteil zu bilden,
so wird man zu der Vorstellung geneigt sein, daß alle Chro-
mosomen eines Kerns von essentiell gleicher Qualität sind.
Diesen Standpunkt nahm ich wenigstens früher ein, und zwar
auf Grund folgender Tatsachen. Die Varietät Ascaris megalo-
cephala univalens zeigt in jedem Vorkern ein Chromosoma.
Da es nun auf Grund aller morphologischen Befunde (E. van
Beneden) und phylogenetischen Erwägungen, vor allem aber
auf Grund der soeben mitgeteilten Versuche an Seeigeln all-
gemein höchst wahrscheinlich ist, daß die beiden Kerne physio-
logisch äquivalent sind, so war für jedes der hier im be-
fruchteten Ei zusammengeführten Chromosomen anzunehmen,
daß in ihm alle Chrom atinqualitäten der Spezies Ascaris mega-
locephala enthalten sind. Hat aber hier jedes Chromosoma
diesen universellen Charakter, so ist es das Nächstliegende, für
die vier unserer Wahrnehmung identisch erscheinenden Chro-
mosomen der Varietät bivalens ein gleiches anzunehmen, und
von diesem Standpunkt aus schien es mir wahrscheinlich (13),
daß ganz allgemein „die Vielheit der Chromosomen nur durch
deren individuelle Verschiedenheiten von Bedeutung sei."
Seit Jahren aber waren mir hiergegen gewisse Bedenken
aufgestiegen auf Grund der pathologischen Entwicklung di-
— 44 —
mer i wie s speziell für Seeigel durch Driesch (29)
1 ist. DRIE8CH hat eine größere Anzahl
Seeigeleier isoliert gezüchtet und dabei
sii lle als .Mark pathologische Blastulae (sog.
gren; kein einziges vermochte zu gastru-
Unter der Voraussetzung, dar» die Chromosomen gleich-
end, konnte ich mir nach allen über die Echiniden-
machten Beobachtungen und Versuchen keinen
md für pathologische Entwicklung denken. Als daher
durch eine Entdeckung von 1 1 iuiist (46) eine Methode gefunden
-. B meren von Seeigelkeimen mit voller Sicherheit
S hädigung voneinander zu lösen, lag es nahe, di-
rme Eier zur Prüfung des Problems der Chromosomen-
jk«-it zu benutzen (20).
Der Gedankengang ist folgender. In einem doppeltbe-
n Ei entstehen durch Teilung der beiden Spermo-
reg ilärerweise vier Pole. Die beiden Spermakerne
sich in den meisten Fällen mit dem Eikern; aus
ten ersten Furchungskern gehen ein Drittel
1 hromosomen hervor als normal, um sich zwischen den
r Polen zu äquatorialen Platten anzuordnen. Das Ei zer-
n in vier Zellen, die sich dann ganz regulär durch
teilunj er vermehren. Die Frage, die uns interessiert,
w: ■ v<\i-n die ('hromosomen auf die vier primären
erteilt? Nach den im II. Abschnitt mitgeteilten
G< »ich hierüber Folgendes sagen. Jedes in die vier-
ur eintretende Chromosoma spaltet sich nur in zwei
Chromosomen und kann, was damit aufs engste zu-
mmenhängt, nur mit zwei Polen in P>eziehung treten. Daraus
von einem bestimmten Chromosoma x nur zwei der
an entstehenden Blastomeren einen Anteil erhalten.
len anderen bekommen von diesem Element nichts.
ren lehrt dir unbegrenzte Variabilität in der Kon-
— 45
stitution mehrpoliger Mitosen, daß es nicht zwei vorausl
stimmte Pole sind, mit denen ein Chromosoma in Verbindung
tritt, sondern daß es offenbar völlig vom Zufall abhängt,'
zwischen welche zwei Zentren ein Chromosoma geführt wird.
Es findet gewissermaßen ein Wettstreit zwischen den vier
Sphären statt; diejenigen zwei, welche ein bestimmtes Element
zuerst vermittelst ihrer Radien mit Beschlag belegen, ziehen
es zwischen sich hinein und machen es zugleich für die anderen
unzugänglich. Wenn wir nun betrachten, wie sich auf Grund
dieser Feststellungen die Teilungsfigur in einem doppeltbefruch-
teten Seeigelei gestaltet, so wollen wir der Einfachheit halber
die Zahl der Chromosomen eines jeden Vorkerns auf 4 an-
nehmen; tatsächlich ist die typische Zahl 9 oder 1 Be-
zeichnen wir die Chromosomen des Eikerns mit ax, />u clt dv
so dürfen wir die des Spermakerns auch a, b, c, d nennen,
wir wollen sie als a2, b2, c2, d2 bezeichnen. Denn wir wissen
aus den Versuchen über Merogonie und künstliche Partheno-
genesis, daß die Gesamtheit der Eichromosomen derjenigen
der Spermachromosomen gleichwertig ist*). Ist noch ein
zweiter Spermakern eingedrungen, so können wir dessen
Chromosomen mit a3, b3, cB, ds benennen.
Jedes dieser zwölf Chromosomen wird nun ganz nach Zu-
fall zwischen zwei der vier Pole gebracht. In Fig. 48a ist einer
der denkbaren Fälle dargestellt; Fig. 48b zeigt das zugehör
Folgestadium nach vollzogener Vierteilung des Eies. Man sieht.
daß der Chromatinbestand der vier Blastomeren nach Zahl und
*) Unsere Annahme, daß jedem Chromosoma a des einen Kerns ein a
anderen entspricht, könnte allerdings zunächst durch die andere kompliziert
werden, daß jeder Qualität A, B, C, D, E etc. des einen Kerns ein ,/. /■'. < ', D, i
des anderen gegenübersteht, diese Qualitäten aber in jedem Kern in andere. Kom-
bination auf die einzelnen Chromosomen verteilt sind. Unser Ergebnis vi
dadurch nicht wesentlich ändern. Doch wird sich unten zeigen, daß diese Annahl
aus anderen Gründen unzulässig ist.
_ 46 _
:hieden ist; die beiden linken Zellen enthalten
hten je fünf Chromosomen, die linke
, / kein !i. die rechte obere kein d, der rechten
und c und nur in der linken unteren sind
vi »rhanden.
i>.
>n Chromosomenverteilung bei der Entwicklung
di ippeltbefruchteten Eies.
I egen wir nun für jeden Vorkern die bei gewissen Seeigel-
de Chromosomenzahl 18 zu Grunde, so ent-
d i 3Xi£ si Chromosomen. Würden die
aus entstehenden 1 08 Tochterchromosomen
vier Zellen verteilt, so kämen auf jede
weniger als normal. Tatsächlich wird,
Uten Betrachtungen gelehrt haben,
ig( Verteilung fast niemals eintreten.
1 erhalten also nicht nur im Durchschnitt
men als normal, sondern auch im ahVe-
— 47
meinen eine verschiedene Anzahl und, was uns vor allem
wichtig ist, ganz verschiedene Kombinationen.
Die Sachlage ist also die: die vier Zellen, die durch
simultane Vierteilung aus einem dispermen Ei entstehen, sind
in allen Protoplasmaeigenschaften (inklusive Centrosomen; ess<
tiell gleichwertig. Sie sind dagegen im Allgemeinen verschieden
von einander in ihrem Chromatinbestand. Beruht die patho-
logische Entwicklung dispermer Keime auf einer Störung im
Protoplasma, so müssen die Derivate aller vier Zellen in
gleicher Weise pathologisch sein, beruht sie auf dem ab-
normen Chromatinbestand, so ist zu erwarten, daß sie sich
verschieden verhalten. Die Versuche ergaben in eklatanter
Weise das letztere.
Gehen wir vom normal befruchteten Ei aus, so ist dies
nach zwei Teilungsschnitten in vier Zellen zerlegt und sieht
dann genau ebenso aus, wie das doppeltbefruchtete nach dem
ersten Teilungsschnitt. Löst man nun eine ] /,-Blastomere des
normalen Keimes von den drei anderen los, so liefert sie,
wie Dreesch (31) gezeigt hat, einen normalen, natürlich «Mit-
sprechend kleineren Pluteus, ein Nachweis, den ich für unsere
Zwecke dahin vervollständigen konnte, daß alle vier Blasto-
meren in gleicher Weise hierzu befähigt sind.
Löst man dagegen die vier Blastomeren eines dispermen
Keimes von einander, so tritt etwas ganz anderes ein. Erstens
entwickeln sie sich, wie ja schon nach den Schicksalen der
ganzen Keime zu erwarten, fast ausnahmslos mehr oder weniger
hochgradig pathologisch; zweitens aber, und dies ist derwichti
Punkt: die vier aus einem Ei stammenden, unter ganz iden-
tischen Bedingungen gezüchteten Blastomeren entwickeln sich
in der Regel verschieden, und vor allem verschieden weit.
Zwar bis zur Blastula geht die Entwicklung fast bei allen
normal vor sich, dann aber zeigen sich Unterschiede: das eine
Viertel z. B. löst sich in isolierte Zellen auf, während die
- 48 -
i mehrere rage als Larven herumschwärmen; von
ibt vielleicht eine auf dem Blastulastadium stehen,
n ,ii,. dritt« | struliert und in diesem Zustand die Ent-
rt, die vierte aber vielleicht ein Skelett bildet
und Darmgliederung aufweist und damit den Übergang zum
wenigstens beginnt
M in könnte den Verdacht hegen, daß die vier Blasto-
i der [solierung von einander in verschieden hohem
bädigt seien und sich deshalb verschieden entwickeln.
ihalb von Wichtigkeit, daß das Studium der ganzen
. me, die gar keiner weiteren Prozedur unter-
len .sind, eine ganz entsprechende verschiedene
P inzelner Bereiche erkennen läßt.
rlaubt schon dieses verschiedene Vermögen unserer vier
i). wie mir scheint keine andere Deutung, als daß
iedene Bestand an Chromatin eine Rolle spielt,
imt nun noch ein /.weites Moment hinzu, welches fast
gewichtig im gleichen Sinn spricht. Wir haben uns
daß die Verteilungsweise der Chromosomen auf die
r primären Blastomeren des dispermen Keimes nach Zahl
jonders nach Kombination in hohem Grad variabel sein
Man sieht auch leicht ein, daß in der vierpoligen
reilungsfigur Anordnungen möglich sind, durch welche jeder
" Zellen die ganze Serie der in einem Vorkern ver-
( hromosomen mindestens in einfacher Zahl vermittelt
Hängt sonach die pathologische Entwicklung dispermer
1 hromatinbestand ab, so ist zu erwarten, daß sich
len Keime in sehr verschieden hohem Grade patho-
einzelne sogar normal entwickeln. Auch diese
v trifft zu Ans dispermen Eiern gehen nicht
Drtesch gefunden hat, Stereoblastulae hervor, wenn
uch weit überwiegen, sondern alle erdenklichen Ab-
durch mehr oder minder normale Gastrulae hin-
49
durch zu Formen, welche die Merkmale des Pluteus. wenn
auch teilweise verkümmert, besitzen (Fig. 49—52), bis endlich
zu solchen, die in jeder Beziehung von einem normalen Pluteus
nicht zu unterscheiden sind. Für diese Verschiedenheit von
Fig. 49.
>g-
Fig. 51-
Fig. 52.
Fig. 49 — 52. Larven aus doppeltbefruchteten Eiern, Fig. 49 von Sphaerechinus
granularis, Fig. 50 — 52 von Echinus inicrotuberculatus. Die Larve der I g -
stammt aus einem simultan viergeteilten Ei, die der Fig. 49, sowie 5 r und 5 2 aus
dreigeteilten.
einem Keim zum andern ist keine andere Erklärung aufzufinden,
als die Variabilität in der Chromatinverteilung.
Drittens: die dispermen Eier teilen sich zwar typischer-
weise simultan in vier Zellen; es läßt sich aber durch Ein-
Boveri, Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
;o
uf die ich hier nicht naher eingehen will, erzielen, daß
stehen und demgemäß bei ganz der gleichen
Chi nenzahl eine simultane Dreiteilung- eintritt Auch
ach zweiteilenden Chromosomen je nach Zu-
sehen je zwei der drei Centren eingeordnet; auch hier
en die Versuche, «lern entsprechend, eine verschiedene
der Blastomeren. Aber eine einfache Berechnung
laß die Wahrscheinlichkeit günstiger Verteilung hier
,r viel größer ist als bei simultaner Vierteilung. Und dem
tspricht es nun. daß aus solchen dreigeteilten dispermen
rn in viel höherem Prozentsatz normale oder annähernd
Larven hervorgehen als aus den Vierern. Fig. 49,
51 und 52 stellen Larven aus dreiteiligen dispermen Eiern
Besonders interessant sind die beiden letzteren; der einen
Drittel, der anderen zwei Drittel des Skeletts, zufällig
de «las. was die andere besitzt.
Die Frage ist nun noch: Ist es die verschiedene Zahl
1 < hromosomen in den einzelnen Blastomeren, woran wir
zu denken haben. « -<l<r die verschiedene Kombination? Hierauf
• sii h ganz bestimmt antworten. Die verschiedene und vor
allem eben die verminderte Zahl, welche den einzelnen Blasto-
3 dispermen Kies gewöhnlich zufällt, kann nicht der
Grund der pathologischen Entwicklung sein*); denn wir wissen
Versuche über Merogonie und künstliche Par-
daß die 'liromosomenzahl sogar auf die Hälfte
rmindert sein kann und doch normale Larven entstehen.
< h k n aus dispermen Eiern ganz normale Larven hervor-
deren hiedene Kerngröße, wie sie in Fig. 53 an einem
Wimperschnur zu sehen ist, nach den Feststellungen im
nicht geleugnet werden, daß manche Asymmetrien
nge in den einzelnen Keimbereichen zu beziehen sein
n.
— 5i —
I. Abschnitt keinen Zweifel läßt, daß die Verteilung der Chro-
mosomen bei der Teilung des Eies sehr ungleich gewesen ist.
Und als Ergänzung sind viele hochgradig pathologische Exem-
plare anzuführen, deren überall gleich große Kerne beweisen,
daß die Chromosomenzahl in allen Zellen annähernd überein-
stimmt, ja bei simultaner Dreiteilung sogar ungefähr oder
wirklich die normale ist.
Fig. 53. Ein Stück der Wimperschnur eines normal gebildeten Pluteus aus einem
doppeltbefruchteten Ei von Strongylocentrotus lividus.
Somit bleibt keine andere Annahme übrig, als daß die
Variationen, die wir in der Entwicklung dispermer Keime an-
getroffen haben, auf verschiedener Kombination von Chromo-
somen beruht, und dies heißt nichts anderes, als daß die
einzelnen Chromosomen verschiedene Qualitäten be-
sitzen müssen. Jeder Vorkern — das lehren Merogonie und
künstliche Parthenogenese — enthält alle Arten vou Chromo-
somen, die wenigstens bis zum Pluteusstadium notwendig sind;
aber zwischen den einzelnen Chromosomen eines jeden Vor-
kerns müssen qualitative Unterschiede sein, so daß sie nur in
ganz bestimmter Kombination, vielleicht nur alle zusammen,
sämtliche Eigenschaften darbieten, die zu normaler Entwick-
ung nötig sind.
Dieses Ergebnis drängt unmittelbar zu der Frage, ob
sich denn nicht auch direkt in der sichtbaren Beschaffenheit
der Chromosomen eine Verschiedenheit ausgeprägt zeigt. Und
hierauf läßt sich antworten, daß in jüngster Zeit in der Tat
bei einigen Objekten Verhältnisse aufgedeckt worden sind
4*
52
zu dem eben besprochenen physiologischen Resultat
ä , morphologische Gegenstück bilden.
Schon in der älteren Literatur finden sich Angaben,
nach die einzelnen Chromosomen eines Kerns verschiedene,
Umständen sogar sehr verschiedene Größe besitzen.
M.m tarierte diese ratsachen, ohne ihnen eine weitere Be-
bei; liegen. Systematische Studien über diesen Punkt
günstigen Objekten haben nun gezeigt, daß in
n Verhältnissen eine ganz überraschende Gesetzmäßigkeit
Es kann keinem Zweifel mehr unterliegen, daß sich
1 hromosomen durch bestimmte morphologische Cha-
raktere von ihren Genossen unterscheiden und auf Grund
• Merkmale durch eine Reihe von Zellgenerationen als
h verfolgt werden können.
I >:- erste wichtige Entdeckung auf diesem Gebiet hat
Henklng gemacht; er vermochte in der Spermatogenese
ris ein Chromati nelement nachzuweisen, das sich
. übrigen durch bestimmte Eigenschaften unterscheidet,
illem aber dadurch merkwürdig ist, daß es bei der letzten
I' ing, durch welche die Spermatiden entstehen, ungeteilt in
Zelle übergeht, so dar», wie Hbneing schon betont hat,
er zwei verschieden wertige Arten von normalen Samenfäden
tehen. Die einen enthalten nur 11 chromatische Elemente,
en dazu noch ein überzähliges.
Di« spezifische Chromosoma, von Montgomery als
„chromatin nucleolus", von Ale Clung besser als „accesso-
bezeichnet, ist seither durch die Be-
mühungen von Montgomery (65—67), Paulmier(73), Mc Clung
• Wilcox (105), de Sinety (87), Sutton (93, 94) u. a.
Schicksalen genauer erforscht und bei zahlreichen
'i nachgewiesen worden. Man hat es in der Spermato-
1 Hemipteren, Orthopteren, Coleopteren, Neuropteren
1,1 : »pteren aufgefunden, auch bei Arachnoideen (Wal-
00
lace 99) und Myriopoden (Blackmann 4) scheint etwas
Ähnliches vorzukommen. Die Untersuchungen sind noch im
vollen Fluß und trotz vieler Übereinstimmung liegen auch
manche sich widersprechende Angaben vor, so dal» man wohl
annehmen muß, daß sich die einzelnen Formen nicht ganz
gleichartig verhalten. Für unsere Zwecke genügt es, einige
Hauptergebnisse hervorzuheben. Von besonderem Interesse
sind vor allem die Beobachtungen, die Sutton (93, 94) bei seinen
Untersuchungen über die Spermatogenese der Heuschreck <•
Brachystola magna gemacht hat. Hier leiten sich aus jeder
primären Spermatogonie neun Generationen von sekun-
dären ab, und es läßt sich, da diejenigen von gemeinsamer
Abstammung in einer sogenannten Spermatocyste zusammen-
gefaßt sind, an der Zahl der jeweils vorhandenen annähernd
bestimmen, welche Generation man vor sich hat. Sutton ver-
mochte nun mit Sicherheit von der dritten Generation an ein
spezifisches Chromosoma nachzuweisen, das sich von den
22 anderen durch folgende Merkmale unterscheidet. Die ge-
wöhnlichen Chromosomen bilden zwar bei der Kernrekon-
struktion zunächst gesonderte Kernbläschen, diese fließen aber
später wenigstens partiell zusammen und bilden eine einheit-
liche gelappte Vakuole; das accessorische hat während des
ganzen Ruhestadiums ein Kernbläschen für sich (Fig. 54).
Während sodann die 22 gleichartigen sich in ihrer Vakuole nur
etwas diffus ausbreiten und zwischen ihnen und der Kern-
membran ein Zwischenraum bleibt, geht das accessorische
Chromosoma in ein typisches Retikulum über, welches haupt-
sächlich an der Innenfläche der Kernmembran ausgebreitet
ist*). Bei der Vorbereitung zur Teilung durchläuft der große
*) Man kommt hier, wie auch SUTTON ausspricht, zu der Wee, daß das
accessorische Chromosoma in engere Beziehungen zum Protoplasma da Sperma-
togonien zu treten hat als die anderen. Der Unterschied während des Ruh* -
zustandes erinnert lebhaft an den Gegensatz, der zwischen den Enden und Mittel-
stücken der Ascaris-Chromosomen in den ruhenden Keinen der Keimbahnzellen
— 54 —
Kern ein Spiremstadium, das Gerüst des accessorischen Kerns
rekt zu einem Stäbchen zusammen. Hierbei hinkt
»rische Chromosoma etwas hinter den anderen nach
und scheint oft noch in den Mitosen durch rauhe Oberfläche
n den anderen unterscheidbar zu sein; es ist in Fig. 56 und 57
■. h s< hwarze Farbe besonders kenntlich gemacht. Ein quali-
tiver Unterschied irgend welcher Art zwischen den 22 ge-
ihnlichen Chromosomen und diesem einen, das somit durch
.. •. Zellgenerationen als selbständiges Gebilde verfolgt werden
könnt ohne Zwei fei vorhanden.
1 M> nun dieses von Suttok in den Spermatogonien auf-
und von ihm neuerdings bis zu den Spermatiden,
li zwei Generationen weiter, verfolgte Chromosoma mit
st in den Spermatocyten beobachteten accessorischen
romosomen durchgängig vergleichbar ist, muß deshalb einst-
ilen unentschieden bleiben, weil für manche Objekte an-
n wird Paulmieb 73, Montgomery 67)) daß das in den
Spei vten unpaare accessorische Element in den Spermato-
:ii»-n durch zwei Stücke repräsentiert sei, die sich im soge-
ten Synapsisstadium vereinigen. Für unsere Frage nach
r Unterscheidbarkeit einzelner Chromosomen von den anderen
di doch gleichgültig. Uns interessiert hier nur, daß auch
Spermatocyten der Insekten, typischerweise in der Ein-
il. ein Chromosoma vorkommt (Fig. 58), das sich bei ein-
Formen schon durch seine Dimensionen, allgemein aber
•n sonstigen Verhalten und seiner Reaktion auf Farb-
allem aber dadurch von den übrigen unterscheidet,
er in d«T ersten oder in der zweiten Spermato-
spalten in die eine Tochterzelle übergeht, so
wie oben schon erwähnt, nur der Hälfte der Sper-
•\ 1.1:1 1.S1, wo ja gleichfalls alles dafür spricht, daß zunächst
rfizielles -t übergebenden Mittelbereiche von physioio
_ lind.
55
mien zufällt. Bezüglich des Details muß ich auf die angeführten
Arbeiten verweisen.
Aber nicht nur ein einziges spezifisches Chromosoma ist in
der Spermatogenese der Insekten verfolgbar; in manchen Fällen
Fig. 55-
Fig. 54-
Fig. 56.
Fie
&- 3/
Fig. ca— 57. Das Chromatin in den Spermatogon.cn von Brachystola
magna (nach SüTTON 93,94)- Fig. 54- Sekundäre Spennatogonie im Ruhezusand;
das accessorische Chromosoma hat eine besondere Vakuole gebildet, big, 55
Verschiedene Generationen sekundärer Spermatogomen in reilung; in Fig. 55
accessorische Chromosoma nicht unterscheidbar.
56 —
<?
lassen sich auch zwischen den
anderen so konstante Unter-
schiede wenigstens in der Größe
und Form nachweisen, daß man
^ in der Lage ist, einzelne von
ihnen von Zelle zu Zelle zu
identifizieren. Besondere Ver-
dienste in dieser Richtung hat
sich Montgomery (67) erworben,
der z. B. unter den sieben Ele-
menten in den Spermatocyten
; II. Ordnung on von Protenor belfragei vier ver-
a, in Teilung . . , ^ .
ich sSjttok schiedene lypen konstatieren
konnte, von denen drei durch je
r vierte durch vier sich gleich verhaltende reprä-
rt wird. In gleicher Richtung noch etwas weiter führen
kürzlich publizierten neuen Untersuchungen von Suttox (94)
bystola magna. Wie vorhin schon erwähnt, läßt sich
diesem < Objekt annähernd bestimmen, welche Generation
'er Sp< miatogonien man vor sich hat; neun Generationen
ch nach Sutton unterscheiden. Mit Sicherheit von
dritten Generation an vermochte Suttox früher das spezi-
iorische Clin.mosoma" zu verfolgen; in der neuen
igt er, dal> auch zwischen den übrigen Chromosomen,
zwar schon von der ersten Generation an bestimmte und kon-
ireilich nur solche der Größe nachweisbar
ä sind im Ganzen 23 Chromosomen vorhanden, unter
als sozusagen ungerades das accessorische. Die 22
g :i/ gleichmäßig durch alle neun Genera-
r Größe nach in zwei Gruppen sondern: 6 sehr kleine
re Fig. 55- 57). Die kleinen und die großen
sich sind aber nicht von identischer Größe, sondern in
beiden Gruppen sind wieder feinere Abstufungen erkennbar.
0/
Speziell für die Gruppe der 6 kleinen glaubt nun SüTTOK
durch genaueste Camerazeichnungen den Nachweis führen zu
können, daß jede Größe paarweise vorkommt, also zwei ganz
kleine, zwei etwas größere, zwei noch größere; in Fig. 55— 57
sind die ersten durch Punktierung, die zweiten durch gekreuzte,
die dritten durch einfache Schraffierung bezeichnet. Dann
kommt eine beträchtliche Lücke und nun folgt die Gruppe
der 16 größeren, für welche das paarweise Vorkommen jedes
Größentypus zwar nicht sicher nachzuweisen, aber wenigstens
sehr wahrscheinlich ist.
Ich komme auf die wichtige Feststellung des zweimaligen
Vorkommens des gleichen Größentypus im nächsten Abschnitt
zurück; für unsere gegenwärtigen Betrachtungen ist uns ledig-
lich von Wichtigkeit, daß die Chromosomen einer Zellenart
morphologisch unterscheidbar sind und daß sich das gleiche
Verhältnis durch eine Reihe von Zellgenerationen als völlig
konstant verfolgen läßt. Der Vergleich mit den chemischen
Elementen, die in eine Verbindung eingehen und in gleicher
Menge wieder aus ihr gewonnen werden können, drängt sich
mit erneuter Macht auf. Wie anders soll man sich diese
Identität durch den ruhenden Kern hindurch gewährleistet
denken, als durch Annahme der Individualitätstheorie?
Ich habe, durch die Befunde von Montgomery und Sutt<»n
veranlaßt, frühere gelegentliche Beobachtungen über Größen-
unterschiede zwischen den Chromosomen der Echinodermen-
keime wiederholt und finde z. B. bei Strongylocentrotus livi-
dus sehr deutliche Verschiedenheiten. Es scheint mir kaum
zweifelhaft zu sein, daß auch dies nicht Zufälligkeiten sind,
sondern daß wir hier den morphologischen Ausdruck jener
physiologischen Verschiedenwertigkeit vor uns haben, die aus
meinen Versuchen zu erschließen ist.
Eine gewisse Beziehung zu dem Problem der Chromo-
- 58 -
nwert I im gleichen Kern haben endlich die bemer-
ke, mde über das s.pariertbleiben des väterlichen
1 mütterlichen Chromätins, die wir vor allem den Beobach-
tungen Rückebts (84), Hackers (39, 41, 42)*) und Conklins(25)
rdanken. Während in den meisten Objekten weder in der
Mi: noch im ruhenden Kern eine Unterscheidung väter-
licher und mütterlicher Kernanteile möglich ist, finden \v\v bei
l pepoden, Crepidula) «'ine gewisse Zweiheit der Kerne
, wobei es mehr oder weniger klar nachweisbar ist,
dal ine Bereich die väterlichen, der andere die mütter-
lich.-n Chromosomen umfaßt So äußerst wertvoll diese Nach-
weis,- insofern sind, als sie uns ganz direkt etwas zeigen, was
wir s<«nst nur erschließen können, so werden wir doch diesem
Verhalten <-in<- prinzipielle Wichtigkeit kaum zuschreiben dürfen.
Wenn die Chromosomen überhaupt ihre individuelle Selb-
ndigkeit bewahren, so ist damit zugleich ganz allgemein ein
idigbleiben der väterlichen gegenüber den mütterlichen
Kernanteilen iben und es erscheint von untergeordneter Be-
_. <>!> dieselben hierbei räumlich gesondert bleiben oder
I >. :i drückt sich in dieser Sonderung eine gewisse
talitative Verschiedenheit des väterlichen und mütter-
lichen Chromätins aus, der Art, daß die Elemente beider
;>»-:i unter sich eine engere Affinität kürzere oder längere
/••it bewahren. Mit der Wrschiedenwertigkeit einzelner Chro-
men, von der bisher die Rede war, hat diese eben be-
natürlich gar nichts gemein, ja beide sind sogar in
Sinn ensätzlich, wie sich weiterhin noch deut-
li« I eben wird.
dl ist hier auf die wertvolle zusammen fassende Darstellung HÄCKERs (42)
59
V. Die Reduktion der Chromosomeiiznlil in <1<t
Oo- und Spermatogenese.
Aus den im I. Abschnitt besprochenen Resultaten über
die Zahlen Verhältnisse der Chromosomen und ihre Bedeutung
ergibt sich unmittelbar das Postulat eines in jeder Generation
sich wiederholenden spezifischen Vorgangs, durch welchen eine
Herabsetzung der durch die Befruchtung hergestellten Chromo-
somenzahl auf die Hälfte bewirkt wird. Fassen wir den Zellen-
cyklus von einer Befruchtung zur nächsten ins Auge und legen
wir eine erste Embryonalzelle mit vier Chromosomen zu Grunde,
so läßt sich verfolgen, daß diese Zahl sich bis auf die Ureier
und Ursamenzellen forterbt. Noch in den Teilungen, durch
welche aus der letzten Generation der Oogonien oder Sperma-
togonien die Oocyten und Spermatocyten erster Ordnung ent-
stehen, finden wir vier Chromosomen (Th. Boveki 13, O. 1 1 1:1:1-
wig 49). Die reife Eizelle dagegen und ebenso die Samenzelle
enthält nur die Hälfte: zwei. Durch die Vereinigung einer
Eizelle und einer Samenzelle wird wieder die Normalzah] her-
gestellt. Wir konstatieren also in den letzten Stadien der Oo-
und Spermatogenese eine Reduktion der Chromosomenzahl
auf die Hälfte und es erhebt sich die Frage: wie kommt sie
zu Stande?
Auf die interessante Geschichte dieses Problems, der frei-
lich noch manche neue Seite abzugewinnen wäre, und auf das
Chaos von Angaben über Chromatinreduktion näher einzugehen,
kann hier nicht meine Aufgabe sein. Das Referat RüCKERTs
von 1894(83), die einschlägigen Kapitel in HACKERS Praxis und
Theorie der Zellen- und Befruchtungslehre (40) und in E. B. WlL-
bo —
lenbuch uo6) geben hierüber Aufschluß. In
fter und erschöpfender Weise ist die ganze Litteratur
llerjüngste Zeit in dem kürzlich erschienenen Heft
henden Entwicklungsgeschichte von Korschelt
| lliii.i verarbeitet [ch muß mich hier darauf be-
Beziehungen der Reduktionsfrage zu den
und Problemen darzulegen, die uns im Vorstehenden
haben.
Hat die [ndividualitätstheorie allgemeine Geltung*), d.h.
lachen auch die Keimzellen bis zum Schluß keine Ausnahme,
r die ratsache der Reduktion der Chromosomen-
.1 auf die Hälfte nur drei Erklärungsmöglichkeiten: i. die
ll.tltt'- der Chromosomen degeneriert; 2. es wird bei einer
ng lie ( ine Hälfte in die eine, die andere in die andere
< hterzelle geführt, ein Vorgang, den Weismann (ioi)Reduk-
teilung nannt hat; 3. je zwei Chromosomen ver-
n zu einem einzigen, was ich als Konjugation der
•men 15) bezeichnet habe.
cheint mir nun keinem Zweifel mehr zu unterliegen,.
- Anzahl von Organismen, die auf diese Frage
ht worden sind, die zweite dieser drei Möglich-
Rj luktionsteilung, wenn auch nicht ganz nach
WEiSMANNschen Vorstellung, verwirklicht ist. Nachdem
IIa* KER und vom Rath, vor allem aber Henking sich
Sinne a sgesprochen hatten, hat Rückert (82, 83}
ur clops die ersten exakten Belege erbracht.
ii< matisierte Darstellung seiner Befunde
Der Übersichtlichkeit wegen sind statt
/i fischen Reduktionsvorganges auf Grund der In-
II) zum erstenmal ausgesprochen, nachdem WEIS-
! 1 auf Grund theoretischer Erwägungen anderer Art,.
hme hypothetischer kleinster Einheiten, eine „Reduktionsteilung"
— 6i —
der für Cyclops geltenden Zahl 24 nur 6 Chromosomen an.
nommen und es wird zweckmäßig sein, bei der Besprechung
des Verlaufs im folgenden immer nur von 6 Elementen zu
reden. Wenn sich im Kern der Oocyte I. Ordnung, also im
Keimbläschen, welches 6 Elemente in sich aufgenommen hat,
bei der Vorbereitung zur Polocytenbildung isolierte Chro-
mosomen verfolgen lassen, sind es (Fig. 59) nicht 6. son-
dern 3 in Längsspaltung begriffene Fäden, also schon die
Fig. 59-
Fig. 60.
Fig. 6l,
Fig. 62.
0OI3
•Wsö&Sggg&r
'Ojo:
Fig. 63.
0^1
Fig. 04.
•
'
r
Fig. 5g — 64. Die Eireifungs Vorgänge von Cyclops in schematischer I
Stellung (nach RÜCKERT 82, 831.
reduzierte Zahl. Wenn sich nun aber diese Doppelfäden ver-
kürzen und verdicken (Fig. 60), zeigt sich, daß jeder in der
Mitte seiner Länge eine Unterbrechung besitzt, genau so. wie
wenn sich 6 längsgespaltene Chromosomen mit dem einen
Ende paarweise aneinander gekittet hätten. Nach der Endi-
— 62 —
auch in der Tat die einfachste Mög-
Befund zu erklären. Wir haben 6 Stücke zu
wir finden auch 6 tatsächlich vor, aber paarweise
Daß <i: Auffassung richtig ist, hat, wie mir scheint,
Kor» HELT (56) durch seine wichtigen Beobachtungen über die
hing des Anneliden Ophryotrocha direkt bewiesen. Die
rmalzahl der Chromosomen ist hier 4. Noch im ausge-
Fig. 66. Fig. 67.
/
•
^
x
X ^ A
_^"^ ■■ .
Drei Stadien der Eireifung von Ophryotrocha
(nach K<»i:~< iir.i/r 56).
ien Keimbläschen finden sich, zum Unterschied von
1 I selbständige Elemente, wie dort in Längsspaltung
In diesem Zustande gehen sie in die erste
ungsspindel ein Fig. 66 und hier vollzieht sich nun vor
:i A Vereinigung zu zwei Paaren (Fig. 67), so
ein mit dem Rü< KEBtschen Bild (Fig. 60) völlig identisches
it. von dem wir nun aber die Genese genau kennen.
Kehren wir von Ophryotrocha zu den im weiteren Ver-
kl Verhältnissen von Cyclops zurück, so ordnen sich
- .63 -
die „Tetraden", diesich, wenn die kopulierten Elemente A und
i A B
13 waren, als — — versinnbildlichen lassen, in der Aqua-
torialplatte der ersten Spindel (Fig. 6i) so an, daß je zwei
durch Spaltung entstandene Stücke mit ent^yvn^.sKztfn
Polen verbunden werden:
A B
A~ B
Dieser Zustand (Fig. 6i) und der weitere Verlauf (Fig. 62)
entspricht vollkommen dem einer typischen Mitose, nur daß je
zwei Elemente (Ä und B) miteinander verbunden sind und so
den Prozeß in einer gewissen Gemeinschaft durchmachen:
A — B
A — B
So gelangen 3 Doppelelemente („Diaden") von der Kon-
stitution A — B in die I. Polocyte, 3 entsprechende ver-
bleiben im Ei (Oocyte IL Ordnung), um hier ohne Pause
in die IL Reifungsspindel einzutreten (Fig. 63), die also nach
folgendem Schema gebaut wäre:
64
A
B
und in der nun jede der 3 Diaden in ihre beiden Konsti-
>nten zerfällt (Fig. 64). Diese in der IL Spindel auseinander-
weichenden rochterchromosomen sind nun aber nicht Schwester-
mente, sondern lediglich verkittete Stücke, wie aus den
wählten Buchstaben unmittelbar hervorgeht. Jede definitive
Keimzelle erhält schließlich einwertige Chromosomen in redu-
rter Zahl. Jene frühere Verkittung und die in der zweiten
I 1 ilung erfolgende Behandlung der verkitteten Stücke in der
Art. wie sonst S< hwesterelemente behandelt werden: diese
beiden Prozesse zusammen bewirken die Reduktion. Man
kann die /weite Teilung völlig korrekt als Reduktionsteilung
zeichnen.
I tfeser durch Cyclops repräsentierte Typus ist auch bei
anderen Objekten konstatiert worden, so z.B. erst kürzlich
wieder dun h SüTTON für Brachystola. In anderen Fällen werden,
wie besonders klar die Verhältnisse bei Ophryotrocha (Kor-
5< 111 11 lehren, die Tetraden so angeordnet, daß die erste
reilung die Reduktion bewirkt. Der Effekt ist genau der
1.
Wir linden also in der Tat einen Vorgang zur Herab-
der Chromosomenzahl genau so, wie ihn die Theorie
lehr abweichenden Reduktionsvorgang hat kürzlich HACKER (42)
•den angegeben. Ich kann auf seine interessante Darstellung hier
- 65 -.
der Chromosomenindividualität postulieren muß, so daß die
Theorie von hier aus abermals eine sehr wirkungsvolle I
stätigung erfährt.
Wir müssen nun noch suchen, die Bedeutung gewisser
Besonderheiten aufzuklären. Weismann ließ seine Reduktions-
teilung auf Grund der irrigen Angaben Carnoys einfach da-
durch zu Stande kommen, daß von den isoliert vorliegi
Chromosomen die eine Hälfte in die eine, die andere in die
andere Tochterzelle übergehen sollte*). Der Widerspruch, den
die Annahme eines solchen Vorgangs gerade von Seiten der-
jenigen iVutoren erfuhr, denen die meiste Erfahrung auf karyo-
kinetischem Gebiet zukam, rührte wesentlich daher, daß, wie
wohl Rückert zuerst betont hat, der karyokinetische Apparat
nicht im Stande ist, eine Verteilung dieser Art zu bewirken.
Die Karyokinese vermag nach allen unseren Erfahrungen und
nach der Einsicht, die wir in ihren Mechanismus besitzen, eine
gesetzmäßige Chromatinverteilung nur in der Weise zu I
wirken, daß sie einheitliche Stücke mit zwei Polen in Ver-
bindung setzt und daß diese Stücke sich dann in der Mil
zwischen den von den Polen fixierten Punkten in zwei Hälften
teilen, wie es eben bei der Spaltung des Mutterelements in
zwei Tochterelemente der Fall ist. Damit von einer An zahl
Ganzchromosomen die eine Hälfte an den einen, die and
an den anderen Pol befördert wird, dazu müssen dieselben den
normalen mitotischen Vorgang sozusagen simulieren, sie müssen
sich paarweise zu einer körperlichen Einheit verbinden, welche
von dem Spindelapparat wie ein typisches Chromosoma, bezw.
wie zwei in Bildung begriffene Schwesterelemente behandelt
werden. Lösen sie sich dann an der Verkittungsstelle wieder
um so weniger eingehen, als es sich vorläufig gerade in einigen sehr wichtigen l'i
noch um Deutungen handelt.
*) Noch in den Vorträgen über Deszendenztheorie 1 103 > findet sich eine
irrtümliche Darstellung der Reifungsteilungen.
Boveri. Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
.. so ist jedes einem anderen Pol verbunden, die
reicht Die Vereinigung der Elemente zu
:, vor den Reifungsteilungen erklärt sich so als eine
chanische Voraussetzung für die richtige Ver-
g und sie kann darin ihre genügende Erklärung finden.
Wir kommen nun zu einer zweiten sehr merkwürdigen
iung, die besonders viele Schwierigkeiten in unserer
■eitet hat, das ist die Kombination der beiden ' letzten
reilungen in einen gewissermaßen einheitlichen Vorgang. Die
Verkittung erfolgt, wenn wir wieder von dem RüCKERTschen
;i ausgehen, nicht direkt vor derjenigen Teilung, in welcher
ler gelöst wird, sondern schon vor der vorletzten, in
h die verkitteten Stücke in ihre typischen Tochter-
mente spalten; auf diese Weise kommen die charakteristischen
I etraden zu Stande, deren Bildungsweise einer Erforschung in
lallen so äußerst schwer zugänglich ist. Im Zusammen-
hang damit sieht dann der Ausfall des Ruhestadiums zwischen
beiden Teilungen; die Tetrade wird bei der ersten Mitose
zwei Diaden, die Diade bei der zweiten in zwei einfache
emente vom Wert gewöhnlicher Tochterelemente zerlegt.
Vorhandensein zweier in engster Verknüpfung
bender Mitosen am Ende der Oo- und Spermatogenese hat
e Hypothesen hervorgerufen, worüber z. B. auf die
früheren und späteren WEiSMANNschen Schriften verwiesen sei.
I I ilten wir uns nur an das, was wir aus den Daseinsgesetzen
- Chromatins selbst ableiten können, so scheint mir
le Deutung die nächstliegende zu sein.
Reduktion der Chromosomenzahl beruht, wie wir
len haben, darauf, daß zu einer Zellteilung die zugehörige
mosomenteilung ausfällt und an ihre Stelle die Lösung
erkitteter Kiemente tritt. Gehen wir nun aus von
\ erhältnissen typischer Teilungen, so zeigt sich, wie im
schnitt dargelegt wurde, im Leben des Chromatins eine
- 67 -
strenge Folge gleichartiger Cyklen. Die Chromosomen treten
in einem Jugendzustand in den Kern ein, sie verlassen ihn
seiner Auflösung als ausgewachsene Chromosomen und in
diesem Zustand teilen sie sich in zwei junge. Überall, wo im
typischen Verlauf sich eine Zelle zur Teilung vorbereitet und
das Kerngerüst sich zu Chromosomen kontrahiert, da ist mit
diesem Prozeß ganz fest die Zweiteilung dieser Elemente
verbunden und sie tritt auch dann ein, wenn der karyokine-
tische Apparat infolge einer Abnormität gar nicht zu einer
Verteilung der Tochterelemente und also zu einer Kernteilung
führen kann*). Wir können also sagen, zu jedem zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Ruhekernen gelegenen Chrom atin-
cyklus gehört eine Chromosomenteilung.
Soll demnach ohne Lösung dieser festen Verknüpfung
der Geschehnisse eine Chromosomenteilung ausfallen, wie die
Reduktionsteilung es verlangt, so muß ein ganzer Chromati n-
cyklus ausfallen, oder mit anderen Worten: es muß eine Mitose
unmittelbar auf die nächste folgen. Auf diese Weise treffen
auf einen Chromatincyklus zwei Zellteilungen, eine für die
typische Halbierung der Chromosomen, eine für den besonderen
Prozeß der Verteilung verkitteter Ganzchromosmen.
Oder anders betrachtet: denken wir uns, nachdem vor-
her alles in der regulären Weise verlaufen war, vor der letzten
Teilung der Oo- oder Spermatogenese angelangt, und diese
letzte Teilung sollte die Reduktion bewirken, d. h. die ver-
kitteten Ganzchromosomen verteilen, so würden diese Paar-
linge selbst — wenn im übrigen alles typisch verliefe sich
in je zwei Tochterelemente spalten, und das durch die paarweise
Vereinigung Erreichte wäre wieder illusorisch, jeder Tochterkern
würde doch wieder die Normalzahl von Chromosomen besitzen.
Erst wenn nun unmittelbar eine zweite Kern- und Zellteilung
*) Vergl. speziell M. BOVERI 6).
—
welche diese [ochterelemente sofort wieder auf zwei
Zellen verteilt, ist die Reduktion erreicht.
Natürlich wären Einrichtungen denkbar, durch welche
Effekt der Reduktion durch eine einmalige
gel« werden könnte, und in manchen Fällen,
einem Ruhestadium zwischen den beiden letzten
hl. -t wird, sind solche Einrichtungen vielleicht
wirklich vorhanden, Wo aber, wie in der weit überwiegenden
:i der bekannten Fälle, jene charakteristische Zusammen-
steht, durfte sie in der vorgetragenen, auf die typische
Konstitution <\*-v Chromatins sich gründenden Deutung ihre ein-
und völlig befriedigende Erklärung finden.
Im Anschluß an das Gesagte verdient noch ein anderer
Punkt Beachtung. Es wurde oben ausgeführt, daß die Reduk-
n mechanisch dadurch bewirkt wird, daß sich die zu ver-
den zwei ( 'hn-mosomen gegenüber dem karyokinetischen
Apparat wie zwei entstehende Tochterelemente verhalten.
Allein damit sie dies tun, dazu genügt ihre Verkittung allein
ht. Wir müssen hier auf die im IL Abschnitt mitgeteilten
Ergebnisse über die Teilungsstruktur der Chromosomen zurück-
.1
o
/
0
I I
;//\\ —7m
zur Veranschaulichung des Mechanismus der Reduktionsteilung.
- 6o -
gehen (p. 23). In jedem Chromosoma besteht vor der Teilu
eine Art von Bipolarität in der Weise, daß die eine Seite mit dem
einen, die andere mit dem anderen Pol in Verbindung gebracht
wird (Fig. 68a). Denken wir uns nun zwei typische, zur
Karyokinese vorbereitete Chromosomen in der für die Reduk-
tion dienlichen Weise aneinandergelegt, so werden dieselben
nicht diejenige Verbindung mit den Polen eingehen, welche
zur Reduktionsteilung nötig wäre (Fig. 68 b), sondern jedes der
beiden verkitteten Elemente wird in der durch Fig. 68 c repr
sentierten Weise mit den Polen verbunden werden und es kann
nur eine Äquation steil ung zu Stande kommen : jede Tetrade
spaltet sich in zwei Diaden (Fig. 68 d), jede Diade steht durch
zwei Fädchen mit ihrem Pol in Verbindung. Eine Reduktions-
teilung könnte mit den Kräften, die wir typischerweise tätig
finden, nicht eintreten. Würde nun aber, und damit kommen
wir zur Hauptsache, die nächste Teilungsfigur einfach dadurch
entstehen, daß die beiden Fädchen sich erhalten und bei der
Teilung des Centrosoms so verteilt werden, daß immer eines mit
dem einen, das andere mit dem andern Pol in Verbindung bleibt
(Fig. 68 e), so wäre, bildlich gesprochen, auf einem ingeniösen
Umweg, diejenige Kombination der Pole mit den verkitteten
Elementen erreicht, wie sie für die Reduktion nötig ist.
In der Tat ist kaum zu bezweifeln, dal') wenigstens in
manchen Fällen der Prozeß in dieser Weise verläuft. Schon
Hexking hat für Pyrrhocoris festgestellt (45), daß die Ele-
mente der ersten Spindel jederseits von 2 Fädchen besetzt sind.
was seither vielfach bestätigt worden ist; und was das weitere
Verhalten dieses Doppelfädchens anlangt, so beschreiben Mont-
gomery (65) und Paulmier (73) ausdrücklich einen Prozeß,
wie er hier postuliert worden ist. Ich zitiere die betreffende
Stelle von Paulmier (p. 243): Während des A.useinanderrück<
der Centrosomen (zwischen erster und zweiter Reifungsteilung)
bleibt jedes Tochtercentrosoma mit jedem Chromosomenp
70
durch eine einzig Spindelfaser verbunden. Diese Fasern sind
nämlichen, welche während der ersten Teilung zur Beob-
achtung kamen, indem auf jeder Seite eine Scheidung in der
\y treten ist, daß «'ine Faser dem einen, ihre Genossin
m .mdern [ochtercentrosom verbunden bleibt*).
Auch in dirs.r Beziehung also zeigt uns die Reduktions-
ssante Beziehungen zu den Schlüssen, die wir aus
den Zuständen bei der typischen Mitose über die Konstitution
s I hromatins abgeleitet haben.
Wir gelangen nun zu einer sehr wichtigen neuen
Wendung in der Reduktionsfrage. Sie hängt zusammen mit
dem Nachweis einer Verschiedenwertigkeit der Chromosomen
eines und desselben Kerns. Sind in einem Kern alle Chro-
mosomen, auch die väterlichen und mütterlichen, essentiell
gleichwertig, nur individuell verschieden, so kann die Reduk-
tion durch jede beliebige paarweise Kopulation bewirkt werden.
schiedenen Kombinationen, die dadurch den einzelnen
I e s< hlechtszellen zufallen, bedingen nichts anderes als indivi-
duelle Variationen, spielen dagegen die Chromosomen eines
Kerns im Leben der Zelle und damit des Gesamtorganismus
eine verschiedene Rolle, so daß nur eine ganz bestimmte
Kombination den normalen Funktionen gerecht zu werden ver-
maj muß auch für die Chromosomenkopulation zum Zweck
der Reduktion eine ganz bestimmte Gesetzmäßigkeit bestehen.
Denn beliebige Sonderung der Chromosomen in zwei Gruppen
zwei Zellen) würde im allgemeinen ebenso verderblich
wirken, wie eine mehrpolige Mitose (20)."
AJlerdinj 1 nach I'.wi.mikr bei Anasa die erste Teilung die Re-
1<lion n. Dem haben aber bereits MC CLTJKTG und SüTTOX wider-
1. In der Tat ist es nach seinen Bildern, die zwischen Fig. 24 und 25
rheblicl Sprung zeigen, ebensogut möglich, daß die zweite Teilung die
nach den obigen Erörterungen zu erwarten wäre.
- 7i
Es ist auch ohne weiteres selbstverständlich, welcher Art
diese Gesetzmäßigkeit sein muß. Wir wissen durch die Me
gonie und künstliche Parthenogenese, daß Eikerrj und Sperma-
kern einander äquivalent sind, daß jeder alle Qualitäten, soweit
wir dies prüfen können, enthält. Bezeichnen wir also mit a,
b, c. d der Oualität nach die einzelnen Chromosomen des E
kerns, so müssen die des Spermakerns auch a, b, c, d sein.
Würden sich nun zum Zweck der Reduktion die Chromo-
somen ganz beliebig zu Paaren gruppieren als z. B. .
so würden die reifen Geschlechtszellen ganz zufällige Kom-
binationen erhalten, es würden die einen z. B. kein a, i
andern kein c besitzen, also in bestimmten Qualitäten defekt
sein. Man sieht sofort, daß es nur einen Modus geben kann,
jeder Sexualzelle die ganze Serie a, b, c, d zu sichern, nämlich
den, daß sich immer die homologen Chromosomen miteinander
paaren *).
Wie nun zu meinem Ergebnis, daß in den Zellen d s
Seeigelkeims die einzelnen Chromosomen physiologisch ver-
schiedenwertig sind, durch die Forschungen an Insekten
morphologische Ergänzung geliefert ist, so erbringen di<
Beobachtungen zugleich die Bestätigung für die eben an-
gesprochene Forderung bezüglich der Reduktion. Zunächst
ist Montgomeey (67), dessen Beobachtungen über Unterscheid-
barkeit bestimmter Chromosomen in der Spermatogenese von
Insekten ich oben angeführt habe, zu dem Resultat gekommen,
*) Diese Betrachtungen rechtfertigen es nachträglich, wenn ich oben
(auf Grund der Merogonie und künstlichen Parthenogenese) den -
(p. 45), daß jedem väterlichen ein mütterliches Chromosoma entsprechen
während die Versuche nur die Aussage gestatten, daß jeder Qualii
Kerns eine gleiche im anderen gegenüberstehe, wobei diese Qualität
mannigfaltigsten Weise auf die einzelnen Chromosomen verteilt sein kön,
die letztere Möglichkeit muß deshalb als ausgeschlossen betrachl
wenn sie verwirklicht wäre, eine gesetzmäßige Reduktion unmögiieb -
kommen könnte.
- )
la, wo in den Spermatogonien zwei Chromosomen durch
Größe auffallen, sich in den Spermatozyten ein
»nders und untereinander gleich großen Elementen
sammei ä Paar nachweisen läßt, niemals ein aus einem
>n und einem kleinen Stück kombiniertes. Alles, was wir
Äquivalenz von Ei- und Spermakern wissen, zu-
,men der Theorie der Chromosomenindividualität,
machet es, wie Montgomeby ausführt, fast sicher, daß von
den f n Chromosomen der Spermatogonien eines
. eines von der Mutter stammt. Es kopuliert also
hst wahrscheinlich ein bestimmtes väterliches mit einem be-
stimmten mütterlichen, und was für ein Chromosomenpaar gilt,
gilt, wie MONTGOMERY darlegt, vermutlich für alle.
Von größter Wichtigkeit in dieser Beziehung sind nun
neuesten Ermittelungen von Sutton(94), die das von Mont-
mi.ky Begonnene noch beträchtlich weiter führen. Ich habe
ben berichtet, daß nach Suttons Beobachtungen in den Sper-
mal g • i i« -ii von Brachystola 6 kleine und 16 größere Chro-
mosomen und dazu noch das accessorische vorhanden sind und
sii h speziell unter den 6 kleinen drei Paare von etwas
hiedener Größe unterscheiden lassen, was für die 16 größeren
b zu gelten scheint hier aber bei der großen Zahl nicht so
klar teilbar ist. (Vergl. Fig. 54 — 57, p. 55).
Kommt nun in den Spermatocyten die reduzierte Chro-
•menzahl zum Vorschein, wobei die charakteristische Te-
ibildung kaum bezweifeln läßt, daß jedes dieser Stücke
i ursprünglichen Chromosomen durch Kopulation ent-
en ist finden sich an Stelle der früheren 6 kleinen
nen 3 kleine Tetraden, jede wieder von etwas anderer
lle der 16 größeren 8 entsprechend größere
in Summa 1 1 (Fig. 69). Jede Tetrade besteht aus
gleichen, in der Kopulationslinie vereinigten
wie es n zu erwarten ist, wenn die einander ent-
73
sprechenden Stücke kopuliert haben; dazu kommt noch das
leicht erkennbare accessorische Element (sclnv.tr/), das nur eine
einfache Längsspaltung aufweist, was wieder völlig dem zu Er-
wartenden entspricht; denn dieses Chromosoma war schon in
den Spermatogonien nur einmal vorhanden und konnte als'.
keinen Partner finden.
Nachdem Sutton auch in den Zellen des weiblichen Ge-
schlechtsapparates unter den hier 22 Chromosomen (das acces-
sorische fehlt!) die gleichen Größendifferenzen und speziell wieder
6 besonders kleine Elemente hat nachweisen können, wird
Fig. 69.
Fig. 70.
Fig. 69. Die Chromosomen einer
Spermatocyte [.Ordnung von Brachy-
stola magna, durch Zerquetschen
Kerns in eine Ebene ausgebri itei (nach
Sutton). Fig. 70. Spermatocyte II.
Ordnung von Brachystola magna in
Teilung (nach SUTTON).
man seinen Schlüssen zustimmen müssen, wenn er sagt: Bei
Brachystola sind alle Zellen, sowohl die Keim/eilen vor der
Reduktion als auch die somatischen Zellen durch einen Chro
matinbestand charakterisiert, der aus zwei morphologisch gleich-
wertigen Reihen von je 1 1 Gliedern besteht .. I He Reduktion
*) Von dem nur im männlichen Geschlecht beobachteten accessoriscl
Chromosoma ist hier abgesehen.
74 —
im männlichen Geachledit wird dadurch bewirkt, daß die homo
rfer beider Reihen kopulieren und daß dann in der
• Reifungsteilung die TochterjöeRietite der Kopuianten
eder voneinander gelost und auf zwei Spermatiden verteilt
fede von diesen enthält nur die einfache Serie von
u (Fig. 70), eine von je zwei Schwesterspermatiden
u noch das accessorische. Es kann kaum bezweifelt werden,
daß sich die Oogenese ganz ebenso verhält, daß also jedes
einfache Reihe von 11 Elementen besitzt. Beider
Befruchtung kommen dann wieder die beiden Serien in einem
Kern zusammen.
Im Zusammenhang mit diesen Ergebnissen sei noch auf
I s hingewiesen. Moore (69) hat zuerst eingehender
in den jungen Spermatocyten zur Beobachtung kom-
menden, lang andauernden und eigentümlichen Kernzustand
beschrieben, wo die Chromosomen in der Mitte des Kerns
itig zusammengeballt sind, und er hat diesen Zu-
nd, der ohne Zweifel mit der Kopulation der Chromosomen
sammenhängt, Synapsis genannt. Ich halte es für wahr-
heinlich, dal'» es sich bei dieser merkwürdigen Zusammen-
drängung um das gegenseitige Aufsuchen der homologen
Chromosomen handelt, die vorher wohl oft weit auseinander-
[ n und sich nun finden sollen. Es muß zu dieser Zeit
• Anziehung derselben aufeinander vorhanden sein und
• in denjenigen Fällen, wo vorher die väterlichen Chromo-
untereinander und die mütterlichen untereinander eine
Affinität zeigen (Rückert, Hacker, Conklin) eine
•öllige Umstimmung in diesen gegenseitigen Reizverhältnissen
Sollte das Synapsisstadium irgendwo fehlen und
h aus einem typischen ( rerüst oder kontinuierlichen Spirem-
die Copulae differenzieren, so dürfte daraus zu
laß alle Chromosomen dieses Organismus essen-
ichw< sind und sich ganz beliebig paaren können.
— 75
Es erhebt sich noch die Frage: Vollzieht sich die Re-
duktion so, daß nun alle väterlichen Chromosomen in
eine, die mütterlichen in die andere Tochterzelle geraten, die
Chromosomen also in die nämlichen zwei Gruppen wieder
schieden werden, als welche sie bei der Befruchtung zusammen-
kamen? Ein Grund für diese Annahme ist nach dem im
IL Abschnitt (p. 25) Gesagten nicht vorhanden; es ist bei weitem
wahrscheinlicher, daß in dieser Hinsicht alle nur denkbaren
Variationen vorkommen und daß also die verschiedenst«-!]
Kombinationen der elterlichen Elemente in den einzelnen Ge-
schlechtszellen verwirklicht werden; alles natürlich unter der
Voraussetzung, daß jedes Chromosoma am Ende der Keim-
zellenbahn ein ungemischter Abkömmling eines bestimmten
des befruchteten Eies ist und also mit diesem identifiziert
werden darf.
Dies führt zu einem letzten Punkt unserer Betrachtungen
über die Reduktion. Ich habe oben auseinandergesetzt, daß
die Kopulation je zweier Chromosomen dadurch erklärt werden
kann, daß nur so mit den sonst zu beobachtenden kar\ (»kine-
tischen Mitteln eine gesetzmäßige Verteilung möglich ist und
auch die Kopulation homologer Stücke, wie wir sie soeben
kennen gelernt haben, erklärt sich aus dem gleichen Bedürfnis.
Allein es ist denkbar, daß die Kopulation der Chromo-
somen noch eine tiefere Bedeutung besitzt. Schon 1892, nach-
dem Henking für Pyrrhocoris zu dem Ergebnis gelangt war.
daß bei diesem Objekt die Reduktion so bewirkt wird, wie
es sich später in der Tat hat beweisen lassen, habe ich aus
der innigen Vereinigung der präsumptiven Kopulanten den
Schluß gezogen (15), daß es sich hierbei möglicherweise um einen
Vorgang handeln könnte, der der Konjugation einzeilig
Wesen entspräche, so daß, wenn wir sagen: die Kopulanten
lösen sich in der zweiten (oder ersten) Reifungsteilung wieder
voneinander, dies nicht anders aufzufassen wäre, als wenn
'J
76
wir von zwei konjugierten Paramäcien diese Aussage machen.
i.l eben nicht mehr die gleichen, die sich vereinigt haben,
m\ sie hab gew sse Bestandteile gegenseitig ausgetauscht.
Ganz eb< - könnte es bei der Kopulation der Chromosomen
schehen. \~m\ ferner: wie wir bei der Konjugation ein-
her Wesen verschiedene Stufen haben von jenem Fall des
amaciums. wo zwei Individuen ihre morphologische Selb-
stä^digkeit bewahren, nur gewisse Teile austauschen und im
Is die gleichen „Individuen" wieder aus der Kon-
Ltion hervorgehen, bis zu jenem Fall, wo die zwei Indi-
viduen völlig zu einer Einheit verschmelzen und wo jenem
..Auseinandergehen" der Paramäcium-Paarlinge eine wirk-
liche „Teilung" Zellteilung] entspricht*), so ließe sich auch für
die in Erwägung zu ziehende Konjugation der Chromosomen
iken, dal» im einen Fall die Konjuganten trotz Mischung
issi r Qualitäten sich als solche erhalten, in einem andern
in eine Einheit aufgehen.
Und von hier aus ließen sich vielleicht die bisher so ver-
wirrenden Widersprüche über die Natur der Reifungsteilungen
ufklären. Den Nachweisen über die Bildung der Tetraden
durch einmalige Längsteilung und einmalige Querteilung (Ko-
lati. >n stehen ebenso bestimmt lautende Angaben gegenüber.
'. sich die Tetraden durch zweimalige Längsspaltung bilden.
eines Erachtens bedeutet, daß jede Tetrade aus einem
rh< nheitlichen ('hromosoma entstanden ist.
Obgleich diese Auffassung der Tetraden, als durch zwei-
ialig( I ängsspaltung ---bildet, von mir selbst herrührt (9), muß
h s gen, da!', ich ihr, seit ich die Bildung von Tetraden
durch Kopulation entstanden für nachgewiesen halte, sehr
skeptis« h gegenüberstehe. Was meine Angaben über Richtungs-
perbildung bei verschiedenen Typen wirbelloser Tiere (13) be-
trifft, so denke ich wohl, daß sie sachlich korrekt sind; allein
Vergl. hierzu meine Ausführungen in 15 (p. 483).
77
sie besitzen, wie schon von anderer Seite bemerkt, nicht die
Beweiskraft, die ich ihnen damals glaubte zuschreiben zu
dürfen; denn wir wissen eben jetzt, daß eine Entscheidung nur
durch das Studium der früheren Stadien erreicht werden kann.
Für Ascaris megalocephala, von wo die ganze Frage ihren
Ausgang nahm, ist meine Auffassung (9, 13), daß in den Oocyten
und Spermatocyten erster Ordnung aus dem ruhenden Kern
die reduzierte Zahl von Elementen hervorgehen, die dann eine
zweimalige Längsspaltung erleiden, zwar durch O. Hert\vjg(49)
und A. Brauer (21) noch weiter bekräftigt worden. Allein auch
hier ist, wie schon Sabaschnikoff(85) betont hat, eine andere
Auffassung wenigstens nicht unmöglich, und ich selbst habe
neuerdings einige Beobachtungen gemacht, welche viel mehr
im Sinn paralleler Kopulation zweier einfach ge-
spaltener Chromosomen als für doppelte Längs-
spaltung sprechen. Während ich nämlich früher
die vier Stäbchen jeder Tetrade stets identisch
gefunden hatte, ist mir vor kurzem ein weib-
licher Spulwurm in die Hand gekommen, dessen
Tetraden ungemein häufig aus zwei unter sich
• i-i 1 1 • • 1 -j Fig- 71- Erste
identischen längeren und zwei unter sich lden- Reifun^sspindel
tischen kürzeren Stäbchen bestehen (Fig. 71), in aus einer Oocyte
von Ascaris nie-
so auffallendem Gegensatz, daß an eine Täusch- galocephalabiva-
ung, etwa durch verschieden starke Kontraktion de"rS'beiden xe!
oder Krümmung, nicht zu denken ist. Die Akten traden sichtbar:
sie besteht aus
über Ascaris sind also noch nicht geschlossen. 7AVCi langen und
Nun bleiben aber noch die Angaben über z^jb^en
Wirbeltiere und die der Botaniker übrig, über
die mir kein auf eigene Beobachtung sich gründendes Urteil
zusteht. Auch hier möchte ich aber vor allzugroßer Sicher-
heit warnen*)- Sollte es aber wirklich Objekte geben, bei
'**U-Li«i»
■<) Soeben erscheint eine Arbeit von MONTGOMERY (68), in der versucht
wird, die Verhältnisse bei Salamandra im Sinn einer Reduktionsteilung zu deuten.
TS
denen bis zur Bildung der Eier und Spermien zu jeder Zell-
teilung eine wirkliehe Teilung (Längsspaltung) der Chromo-
nen gehört, so möchte ich eben diese Fälle mit jenen oben
sprochenen in der Weise in Beziehung setzen, daß bei ihnen
an Stelle jener oberflächlichen Kopulation eine wirkliche Ver-
imelzung (Konjugation) je zweier Chromosomen zu einem
heitlichen Chromatinindividuum zu Stande gekommen ist, was
zur Folge hat, daß dann an Stelle der dort eintretenden
Wiederlösung der Kopulanten eine echte Teilung (Längs-
spaltung) tritt.
VI. (bei* die Möglichkeit und das Vorkommen
qualitativ ungleicher Kernteilung.
Die Einrichtung, daß sich bei jeder Zellteilung die Chro-
mosomen in zwei Stücke spalten und daß die entstehenden
Spalthälften vermittelst des karyokinetischen Mechanismus in
ikter Weise auf die Tochterzellen verteilt werden, gewährt
die Möglichkeit, daß von der ersten Embryonalzelle an die
gleiche Chromatinkonstitution durch alle Zellenfolgen bis in
die Billionen von Elementarteilchen des fertigen Organismus über-
tragen wird. Aber leistet die Mitose vielleicht noch mehr?
Wir sehen, wie die Zellen in der Embryonalentwicklung in
setzmäßiger Weise voneinander verschieden werden und es
>t manchen Punkt in der Ontogenese, wo wir solche Diffe-
renzierungsschritte an ganz bestimmte Zellteilungen geknüpf-
finden, wo also eine Embryonalzelle in zwei Tochterzellen
zerfällt, die verschiedene Potenzen enthalten. Es fragt sich:
derartige Zelldifferenzierungen mit Kerndifferenziet
rungen zusammen oder gar von ihnen ab? Haben alle Kerne
in den verschiedensten Organen essentiell gleiche Konstitution
— 79 —
oder erhält vielleicht bei und zum Zweck jener Scheidung der
Anlagen von dem allumfassenden Bestand des Eies die eine
Zelle dieses, die andere jenes bestimmte Chromatin mit? Die
Tatsache, daß die Kerne in den Zellen verschiedener Organe
verschieden aussehen, könnte für eine solche Annahme ins Feld
geführt werden, und bei den Askariden und Dytiscus haben
wir ja in der Tat ungleichen Chrom atinbestand als Ursache
solcher Kernverschiedenheiten kennen gelernt. Allein dies sind
Ausnahmen, überdies, wie alsbald zu erläutern, von ganz be-
sonderer Art. Sollte der mitotische Prozeß als solcher befähigt
sein, zwischen den entstehenden Tochterzellen eine geregelte
Kernverschiedenheit zu bewirken, so müßten sich die Chromo-
somen bei der regulären Längsspaltung in qualitativ ungleiche
Tochterchromosomen spalten.
Zu sehen ist von einer solchen Verschiedenheit in den
bisher untersuchten Fällen nichts, Schwesterchromosomen sehen
identisch aus. Aber das wäre natürlich kein Argument gegen
innere Ungleichheit. Wir müssen uns also nach anderen Kri-
terien umsehen, um die Frage zu entscheiden. Ein solches
Mittel zur Prüfung ist darin gegeben, daß im Fall einer
differentiellen Chromosomenteilung besondere Einrichtungen
erforderlich wären, um jeder Tochterzelle die ihr bestimmten
Spalthälften aller Chromosomen zuzuführen. Wir können unter-
suchen, ob solche Einrichtungen bestehen.
In seinen Erörterungen über die Bedeutung der Kern-
teilungsfiguren hatte W. Roux(79) den Satz aufgestellt, daß der
von ihm angenommene Mechanismus der Kernteilung eben-
sowohl wie zur Halbierung der Masse jeder einzelnen Qualität,
auch zu jeder anderen „bestimmten" Teilung die mechanischen
Bedingungen darstelle, und es ist bekannt, daß diese differen-
tielle Teilung, d. h. also Spaltung eines jeden Chromo-
soma in verschiedenwertige Stücke und gesetzmäßige
Verteilung der Spalthälften auf die Tochterzellen be-
8o
hufs Bestimmung der spezifischen Eigenschaften
dieser Zellen, in ihm Entwicklungstheorien von Roux und
\\'i>ma\.\ eine sehr wichtige Rolle gespielt hat*).
S i fein nun die Analyse des damals Bekannten und so
bewundernswert die Voraussicht des noch zu Entdeckenden in
Km xs Darlegungen war, bei der Annahme der differentiellen
Kernteilung hat dieser Forscher einen wichtigen Punkt über-
sehen. Wohl heißt es (Gesammelte Abh. Bd. II, p. 137): es
müssen di< geeigneten Vorrichtungen getroffen werden, daß
11 der Halbierung der Mutterteile jeder der beiden Tochter-
teile auf die richtige Seite gebracht werde. Aber die Haupt-
frage: welche Vorrichtungen dies leisten .könnten, wird nicht
diskutiert
Meine Studien über die Konstitution und den Mechanis-
mus karv« -kinetischer Figuren haben mich nun (1888, 11) zu
Resultaten über die Beziehungen zwischen den Sphären und
Chromosomen geführt, nach denen der karyokinetische Apparat
nicht im Stande ist, eine geordnete differentielle Chormosomen-
teilung zu bewirken, und ich habe später (17) die Frage noch
einmal ausführlicher behandelt. Bei der Wichtigkeit des
Problems und nach den Mißverständnissen, denen meine
S< hlüsse begegnet sind, mag es erlaubt sein, die Überlegungen,
die mich geleitet 'haben, hier wenigstens in ihren Grundzügen
kurz zu schildern.
K<>| \ hat in einer soeben erschienenen Schrift (80) diesen seinen früheren
dpunkt aufgegeben ; auch für ihn ist nunmehr „die Teilung der Idiosomen
[ualitativi Halbierung". Freilich scheint diese Anschauungsänderung
ROUX wenige! durch die sogleich zu besprechenden Tatsachen verursacht zu
Ls durch Erwägungen, denen ich meinerseits kein Gewicht für unsere Frage
Und es daif in diesem Aufsatz, der von der Bedeutung der
■n Vorgänge für die Erforschung der Kernkonstitution handelt, und
v die ich der früheren theoretischen Behandlung dieses Pro-
••!; RoüXs (79) entgegenbringe, nicht unerwähnt bleiben, daß seine
n über die Bedingungen bestimmt geregelter Chromatinverteilung
mei: .chtens auf einer Verkennung des Wesens der Mitose beruhen.
— 81 —
Aus Beobachtungen über gewisse karyokinetische Ab-
normitäten bei Ascaris (n) ging hervor — und wird durch die
kürzlich veröffentlichten Untersuchungen von M. Boveri an
Seeigeleiern (6) mit noch größerer Evidenz bewiesen - daß die
Verteilung der Spalthälften aller Chromosomen auf zwei von-
einander entfernte Bereiche bei der typischen Karyokinese der
Metazoen ausschließlich dadurch gewährleistet wird, daß bei
der Lösung der Schwesterchromosomen voneinander das eine
von beiden mit dem einen, das andere mit dem anderen Pol
materiell verbunden ist. Rein durch die Entfernung und
Formveränderung der Sphären kommen die Tochterchromo-
somen an ihre richtige Stelle*). Damit also bei differentieller
Chromosomenteilung von allen Mutterchromosomen die gleich-
sinnigen Spalthälften in die gleiche Tochterzelle gelangen
könnten, müßten Einrichtungen vorhanden sein, welche be-
wirken, daß die gleichsinnigen Seiten alier Mutterchromosomen
mit der gleichen Sphäre in Verbindung treten. Dies ließe sich
in der Weise denken (11, p. 182), „daß die beiden Centrosomen
in gewisser Hinsicht entgegengesetzte Eigenschaften besäßen
und daß ein dieser Polarität entsprechender Gegensatz auch
zwischen den in einem Mutterelement vorbereiteten Tochter-
elementen bestünde, so zwar, daß jedes von diesen nur mit
einem bestimmten Pol verbunden werden könne", wie dies in
Fig. 72, (p. 82) schematisch dargestellt ist. Allein ich vermochte
aus der Konstitution mehrpoliger Figuren abzuleiten, daß eine
solche Einrichtung nicht besteht. Nehmen wir ein doppelt-
befruchtetes Ei mit vier Polen oder eine Zelle, in der vier
Pole dadurch entstanden sind, daß bei normalem Ablauf aller
inneren Vorgänge die Protoplasmateilung unterdrückt worden
*) Diese Auffassung des karyokinetischen Mechanismus findet sich zum
erstenmal in der geistvollen Analyse des mitotischen Prozesses bei E. VAN BENEDEB
(3) ausgesprochen. Ein Beweis für die vertretene Anschauung wird jedoch durch
seine nur auf den noi malen Verlauf sich beziehende Darstellung nicht geliefert.
Boveri, Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
82 —
i» und R. HEBTWIG 53, Th. Boveri 17), so haben wir
cb unserer Voraussetzung zwei Centren mit der Polarisation
\ schwarz), zwei mit der Polarisation B (weiß), die in zweierlei
Weise zueinander gruppiert sein können (Fig. 73 und 74).
üi Annahme, daß jede Spalthälfte eines jeden Chromo-
ma nur mit Centren bestimmter Qualität in Verbindung
ten könne, wurde immer nur Verbindungen ungleichnamiger
Pole durch Spindeln erlauben, im ersteren Fall könnten nur
die in Fig. 73. im zweiten nur die in Fig. 74 dargestellten
Beziehungen zu Stande kommen. Tatsächlich aber finden wir,
vor allem die Beobachtungen von O. und R. Hertwig (53)
an Seeigeleiern, die von I Lerla (47) an Ascariseiern lehren, auch
Fig. 73-
Fig. 74-
B
2 —74. Schemata zur Erläuterung der Konstitutionsmöglichkeiten von Teilungs-
figuren onl .nähme einer Prädestination bestimmter Chromosomenspalthälften
zu besimmten Polen.
alle anderen geometrisch denkbaren Kombinationen, z.B. neben
Verbindungen in drei oder vier Seiten des Centrenquadrats
auch solche in einer Diagonale, eine Kombination, bei der
mindestens «ine Spindel gleichnamige Pole verbinden
müßt Diese Fälle zeigen somit — natürlich nur für die-
jenigen ( Objekte, an denen sie beobachtet worden sind — daß
die Annahme eines Abgestimmtseins jeder der beiden Chromo-
iten auf eine andere Centrenbeschaffenheit nicht richtig
sein kann. Jeder der vorhandenen Pole hat zunächst, wie ich
- &3 -
aus den angeführten Tatsachen geschlossen habe (vgl. p. 25)
die Fähigkeit, mit jeder Seite eines jeden Chromosoma eine
Verbindung einzugehen ; und damit ist eine geregelte differen-
tielle Kernteilung unmöglich. Auch jede andere noch denk-
bare Annahme über ordnende Vorrichtungen wird, wie ich
gezeigt zu haben glaube, durch die Konstitution gewisser ab-
normer Teilungsfiguren ausgeschlossen.
Morgan (71) hat gegen diese Argumentation den Ein-
wand erhoben, daß mein Resultat gegen die Existenz einer
differenti eilen Kernteilung im normalen Verlauf deshalb nichts
beweise, weil es höchst unwahrscheinlich sei, daß aus Zellen
mit mehrpoligen Teilungsfiguren ein normales Produkt ent-
stehen könne. Dieser Einwand beruht jedoch auf einem Miß-
verständnis. Nicht dazu dienten mir bei meinen in Rede
stehenden Betrachtungen die mehrpoligen Figuren, um zu de-
monstrieren, daß in ihnen selbst geordnete differentielle Chro-
mosomenverteilung nicht vorkommen kann, was ohne weiteres
selbstverständlich ist, sondern dazu, mitotische Anordnungen
vorzuführen, welche beweisen, daß ganz allgemein und
also auch in der normalen zweipoligen Figur eine
Abstimmung bestimmter Spalthälften auf bestimmte Pole, wie
sie zu qualitativ ungleicher Kernteilung nötig wäre, nicht an-
genommen werden kann. Nicht auf das Schicksal der von
mir angeführten Fälle baut sich, kurz gesagt, meine Beweis-
führung auf, sondern auf ihre bloße Existenz.
Von größter Wichtigkeit für unsere Frage ist es nun,
daß auch aus der Entwicklung von Keimen, in denen die
Kernverteilung in gewisser Weise experimentell abgeändert
worden ist, der Schluß gezogen werden muß, daß eine qualitiativ
ungleiche Teilung nicht vorliegen kann. Zuerst von Driesch (28)
bei Echiniden, dann von O. Hertwig (50, 5 1) beim Frosch wurde
durch Deformierung der Eier während des Furchungsprozesses
bewirkt, daß z. B. die 8 Kerne, welche durch die drei ersten
- 84 -
|, ; ; ,;• ■:, gebildet werden und die ihrer Genealogie nach ge-
nau bestimmte Stellungen im Keimganzen einnehmen sollten,
in ganz andere enseitige Stellungen geraten, als normal,
daß, wenn sie verschieden wären und diese Verschiedenheit
spezifische Potenz der zugehörigen Zellen bestimmen würde,
eine abnorme Entwicklung eintreten müßte. Aus der stets
normalen Entwicklung haben die genannten Autoren, wie mir
scheint, mit vollem Recht den Schluß gezogen, daß in diesen
Fällen qualitativ ungleiche Kernteilung nicht vorliegen kann.
•urlich sind auch diese Versuche nur für diejenigen Objekte
und für diejenigen Teilungen bindend, auf die sie sich direkt
ziehen. Doch darf darauf hingewiesen werden, daß wenn
differentielle Kernteilung als primum movens weiterer Differen-
zierung für die dritte Furche des Frosch- oder Seeigeleies aus-
schlossen werden darf, es höchst unwahrscheinlich ist, daß
immer als das primär Bestimmende — irgendwo im
ontogenetischen (teschehen vorkommt.
Mit dem aus den mehrpoligen Mitosen gewonnenen Er-
gebnis, daß der karyokinetische Apparat eine sehr mangel-
hafte Vorrichtung ist zu qualitativ ungleicher Chromati nteilung,
harmoniert es nun aufs beste, daß in den oben besprochenen
Qen von Asearis und Dytiscus, in denen wir ein verschie-
den. \s Verhalten von Schwesterzellen in ihrem Chromatinbestand
wirklieh konstatieren, dieser Zustand nicht mit den Mitteln
der M i tose erreicht wird, sondern in einer davon sehr charak-
teristisch verschiedenen, in beiden Fällen wieder anderen Weise.
Bei Asearis so, daß das Chromatin auf beide Schwesterzellen
!:/ glei« 1) verteilt wird, und dann erst in der einen Zelle —
höchst wahrscheinlich unter dem Einfluß der hier gegebenen
Plasmabeschaffenheit — gewisse Teile aller Chromosomen
degenerieren, bei Dytiscus so, daß ein bestimmter Teil des
Chromatins der Mutterzelle von der Mitose ausgeschlossen und
als einheitliche Masse der einen Tochterzelle zugeteilt wird,
- 85 -
ähnlich wie z. B. der Nahrungsdotter bei gewissen Zellteilungen
auf die eine Tochterzelle übergeht.
Und es ist für diese Fälle weiterhin bezeichnend, daß sie
auch insofern nicht den ursprünglichen Vorstellungen über
differentielle Kernteilung entsprechen, als nicht die eine
Tochterzelle dieses, die andere jenes Chromatin erhält, sondern
beide das gleiche, die eine dazu aber noch ein Plus entweder
allein bewahrt (Ascaris) oder allein zugeteilt erhält (Dytiscus .
Dieser Satz gilt auch für den dritten Fall, in dem wir
eine Art von differenti eller Kernteilung vor uns haben, für
die Reif ungsteilun gen der Insekten, in denen das sog. acces-
sorische Chromosoma ungeteilt in die eine Tochterzelle über-
geht (vergl. p. 55, 56). Ob dieser Transport durch den karvo-
kinetischen Fadenapparat bewirkt wird, erscheint zweifelhaft;
nach einigen Abbildungen von R. de SiNETY(8y), speziell seiner
Fig. 110 von Orphania denticauda, möchte ich annehmen, daß
dieses Chromosoma, ähnlich dem Chromatinring bei Dytiscus,
von der Karyokinese ausgeschlossen ist und daß es je nach
seiner zufälligen Lage in die eine oder die andere Tochterzelle
gelangt. Solange es nur ein einziges ist, ist ein besonderer
Apparat zu seiner Bewegung überflüssig; wohin es auch durch
den Zufall im einzelnen Fall verschlagen werden mag, immer
wird die eine Hälfte der Samenzellen es enthalten, die andere
nicht.
Sollte aber eine Verbindung des accessorischen Chromosoma
mit ziehenden Fasern eintreten, so wäre auch hier die einseitige
Zuweisung leicht verständlich zu machen. Im IL Abschnitt
wurde dargelegt, daß für die Art, wie die Spindelfasern mit
den Chromosomen in Verbindung treten, ganz bestimmte Ge-
setze bestehen, darin sich äußernd, daß an die beiden Polseiten
eines Chromosoma nie Fädchen der gleichen Sphäre sich an-
heften, umgekehrt an die eine Polseite eines Chromosoma nie
Fädchen von beiden oder, im Fall mehrerer Centren, von
86 —
mehreren Sphären; so daß also im Fall, wo vier Centren vor-
.. nur zwei überhaupt eine Verbindung mit einem be-
mmten Chromosoma eingehen können, d. h. eben nur so
viele, als Polseiten in dem Mutterelement ausgebildet sind.
I tenkt man sich nun, das accessorische Chromosoma, welches
ungeteilt in die eine Tochterzelle übergehen soll, bringe diese
typische Bipolarität gar nicht zur Ausbildung, sondern ver-
harr« ■ dauernd in «lern Polaritätszustand eines Tochterchromo-
soma vergl. p. 23), so wird es überhaupt nur mit einer
Sphäre in Beziehung zu treten vermögen, und es könnte wieder
bei nur einem sich so verhaltenden — vom Zufall ab-
hängig bleiben, welche Sphäre sich zuerst mit ihm in Ver-
bindung setzt: immer müssen mit voller Sicherheit in gleicher
Anzahl Samen/eilen mit und ohne accessorisches Chromosoma
entstehen.
lassen wir die Ergebnisse dieser Betrachtungen zusammen,
wird sich zur Zeit folgendes sagen lassen. Wie zu simul-
taner Mehrteilung, so ist die Karyokinese auch zu geordneter
qualitativ ungleicher Zweiteilung ein sehr ungeeigneter Apparat.
I > '■ gewöhnlich als roh angesehene Protoplasmateilung ist in
diesem Punkte der so sorgfältig arbeitenden Mitose weit über-
- en Das Mangelhafte der Mitose für den in Rede stehen-
den Zweck liegt in der Vielheit der Chromosomen und in
der Art. wie deren Spalthälften ganz passiv von Seiten eines
mag erwähnt sein, daß auch die (scheinbar rohe) direkte Kern-
lung viel geeigneter erscheint zu qualitativ ungleicher Teilung als die indirekte.
Axt, wie sich in den. Oogonien von Dytiscus der Chromatinring von dem
Chromatin trennt (vergl. pag. 33), ein Vorgang, bei dem ohne Zweifel ver-
Chromatin in gesetzmäßiger Weise voneinander gesondert wird,
au genommen, eine direkte Kernteilung. Würde sich zwischen beiden
die Zellsubstanz durchschnüren, so hätten wir Schwesterzellen mit be-
n Chromatin. Es ist nicht unmöglich, daß etwas Derartiges
. Minnu.
- 87 -
protoplasmatischen Apparats verteilt werden. Nur wo sich
die differentielle Teilung auf ein einziges Chromosoma er-
strecken soll, sei es, daß dieses sich in un gleichwertige Stücke
spaltet oder ganz in die eine Tochterzelle übergeht (Sperma-
tocyten der Insekten), sowie dann, wenn viele Teile sich in-
folge Zusammenhäufung wie ein Körper verhalten (Dytiscus),
kann ohne vorausgehende Protoplasmadifferenzierung eine ge-
regelte Verschiedenheit des Kernbestands von Schwesterzellen
bewirkt werden*). Eine differentielle Chromosomenteilung, die
mehrere oder alle Elemente umfassen soll, ist vermittelst des
uns bekannten karyokinetischen Mechanismus nur denkbar bei
vorhergegangener Plasmadifferenzierung. Auch unter
dieser Voraussetzung wird sie für die geprüften Fälle durch
die Konstitution der mehrpoligen Figuren, sowie durch die Ver-
suche über die Entwicklung deformierter Eier ausgeschlossen.
Die Annahme dieser Art von qualitativ-ungleicher Kernteilung
dürfte damit ganz allgemein ihre Berechtigung verloren haben.
Wenn das Primäre doch die Protoplasmadiffenzierung sein muß,
so kann verschiedenes Verhalten der Chromosomen in Schwester-
zellen, wo solches überhaupt vorkommt, am einfachsten dadurch
erreicht werden, „daß — wofür auch der Augenschein spricht
— die Schwesterchromosomen bei ihrer Bildung identisch sind
und daß nur ihre Lage in der einen oder andern Tochterzelle
darüber entscheidet, ob sie diesen oder jenen Weg weiterer
Umgestaltung einschlagen" (17).
Fassen wir die bekannten Fälle ungleichen Chromatin-
bestands von Schwesterzellen noch von einem andern Gesichts-
punkt aus ins Auge, so ist erwähnenswert, daß sie in engster
Beziehung stehen zu den Nachweisen über Verschiedenwertig-
keit einzelner Bereiche des gleichen Chromosoma, sowie zu
*) Damit soll nicht ausgeschlossen sein, daß vielleicht bei Dytiscus eine
solche Protoplasmadifferenz besteht und der Chromatinring stets einer bestimmten
Tochterzelle zugewiesen wird.
88 —
denen einer Wrsehieden Wertigkeit der ganzen Chromosomen
eines und desselben Kerns. Nirgends, soweit wir bis jetzt
wissen, ist die mitotische Teilung (Längsspaltung) der Chro-
mosomen eine qualitativ ungleiche, sondern die Kerndifferen-
zierung ruht entweder darauf, daß von den verschieden-
rügen Bereichen eines jeden Chromosoma die eine Tochter-
Bereiche behält oder allein bekommt, welche der
anderen verloren gellen (Ascaris und wahrscheinlich Dytiscus),
oder darauf, dal) von den verschiedenwertigen Chromosomen
ä Kerns ein spezifisches ausschließlich der einen Tochter-
zelle zufällt Spermatogenese der Insekten).
Noch ein letzter Punkt ist hier zu betrachten. Die Eigen-
schaften, welche die Karyokinese zu geordneter qualitativ
ungleicher Chromosomenteilung unbrauchbar machen, befähigen
dieselbe auf der anderen Seite unter besonderen Bedingungen
zur Erzeugung einer gewissen Variabilität des Chromatin-
ätands homologer Zellen; und dieser Fall dürfte verwirk-
lieht sein bei der Reduktionsteilung. Bei dieser Teilung",
\v<> wir nach den im vorigen Abschnitt mitgeteilten Erfah-
rungen anzunehmen haben, daß jede Chromatinportion der
Aquatorialplatte aus zwei essentiell gleichwertigen, aber indi-
viduell verschiedenen Hälften besteht — nämlich einer vom
Vater, einer von der Mutter stammenden — wird die Unfähig-
keit des Apparats, eine bestimmte Hälfte mit einem bestimm-
ten Pol in Verbindung zu setzen, alle erdenklichen Kombina-
tionen väterlicher und mütterlicher Chromosomen in den ent-
thenden Tochterzellen bewirken müssen, wovon schon im
V. Abschnitt (vergl. p. 75) die Rede war. Und dies wäre
• neben den eben betrachteten ein letzter Typus „differen-
ler Kernteilung", von freilich in jeder Hinsicht ganz eige-
Art.
8g
VII. Zusammenfassung und Ausblicke.
Läßt man, vor- und rückwärts schauend, die Tatsachen
die wir betrachtet haben, an dem geistigen Auge vorüberziehen,
so ist nicht zu verkennen, daß die einzelnen Teile, die gar oft
bei ihrer Entdeckung isoliert und scheinbar wertlos dalagen,
sich ineinanderfügen und ein sinnvolles Ganze sich zu gestalten
beginnt. Mag manchen Fernerstehenden beim Durchblättern
der riesigen Zellteilungslitteratur das Gefühl beschleichen , daß
die Bilder der chromatischen Figuren in den neuesten Schriften
auch nicht viel mehr darbieten , als was die Begründer dieses
Forschungsgebietes vor mehr als 20 Jahren gesehen haben, so
wird ein genauerer Einblick doch zu der Anerkennung führen,
daß die Aussagen, die wir heute über diese Dinge machen
können, an Fülle, Klarheit und Bestimmtheit in einer Weise
gewonnen haben, die die Erwartungen, welche man damals
hegen konnte, weit übertrifft. Aus den Beobachtungen über die
Teilung des Kerns hat sich eine Lehre von der Kernkon-
stitution entwickelt. Ich glaube nicht, daß viele Fälle auf-
zuzählen wären, wo sich bei einer morphologischen Analyse
von Organisationen das genaueste Studium der minutiösesten
Einzelheiten so reich durch Aufdeckung der überraschendsten
Gesetzmäßigkeit gelohnt hat, wie beim Chromatin. Und wir
dürfen hinzufügen, daß noch immer, wo sich nur Gelegenheit
dazu darbieten wird, die sorgfältigste Analyse der Chromatin-
schicksale eine wichtige und dankbare Aufgabe sein wird.
Bei Besprechung der Theorie der Chromosomenindividua-
lität habe ich hervorgehoben, daß die Überzeugung von ihrer
Richtigkeit umsomehr steigen muß, je mehr man im Stande
ist, das ganze Gebiet zu überblicken, und ich wage zu hoffen,
daß der Leser nach der Umschau, die wir gehalten haben,
9o —
:• Behauptung beipflichten wird. Es wäre, angesichts der
in den Zuständen und Schicksalen der Chromosomen sich über-
all ausprägenden, immer aufs Neue zur Bewunderung hin-
reißenden Regel- und Gesetzmäßigkeit, absurd, anzunehmen,
daß alles dies, was wir bei der Teilung des Kerns in solcher
Klarheit vor uns sehen, im ruhenden Kern untergehen und
damit gänzlich zwecklos gemacht werden sollte — nur weil
der ruhende Korn für unsere Hilfsmittel bis jetzt nicht analy-
sierbar ist Und welche Einrichtungen wären überhaupt denk-
. um von einer Teilung zur nächsten immer wieder die
spezifische identische Anordnung zu bewirken, wenn nicht die
Kontinuität dieser Anordnung selbst?
S ' scheint mir die Bezeichnung der Chromosomen als
selbständiger elementarer Lebewesen heute berechtigter als
je. Wenn wir diese Gebilde in ihren Lebensäußerungen ver-
folgen, wie sie sich bei der Entstehung des ruhenden Kerns nach
Rhizopodenart verästeln, sich bei dessen Auflösung wieder zu-
sammenziehen; wie sie sich durch Teilung fortpflanzen und zu
lv- Zeiten paarweise kopulieren, so ist dies eine Stufe
von Lebensäußerungen, wie sie den ganzen Zelleu zukommt,
und die Art. wie die Chromosomen mit dem Protoplasma zu-
sammen eine Einheit darstellen, läßt sich vielleicht am besten
anschaulich machen unter dem Bild einer äußerst engen Sym-
Ja, ich halte es für eine diskutable Erage, ob dies
nicht sogar mehr sein könnte als ein Bild. Es wäre eine
Möglichkeit, daß das. was wir Zelle nennen und für das unser
\ erstand nach einfacheren Vorstufen fragt, aus einer Symbiose
n zweierlei < -in lachen Plasmagebilden, Moneren, wenn wir so
«n wollen, entstanden wäre, derart, daß sich eine Anzahl
kleiner: die Chromosomen, in einem größeren, das wir jetzt
Zellenkörper nennen, angesiedelt hätten. Manches jetzt Sonder-
Für das physiologische Verhältnis des ganzen Kerns zum Protoplasma
hat schon W. PFEFFER 174) dieses Bild gebraucht.
— 9i —
bare an dem Verhältnis von Kern und Protoplasma könnte
sich so erklären, worauf jedoch hier nicht weiter eingegangen
werden soll.
Nicht nur in ganz bestimmter Zahl gehören diese Chro-
matinindividuen zu jedem Protoplasmaindividuum, sie können
auch unter sich spezialisiert sein zu verschiedenen Typen. Für
gewöhnlich ziehen sie sich aus dem Protoplasma zurück in
einen Binnenraum: die Kernvakuole, und treten hier anschei-
nend in engere Relationen zu einander, die vielleicht eine
physiologische Bedeutung besitzen, wie ja auch gerade dieser
Zustand es ist, in dem sie wachsen*), also Stoffe aus dem
Protoplasma aufnehmen und wohl auch Stoffe ins Proto-
plasma abgeben, worauf vermutlich ihre physiologische Rolle
beruht (H. de Vries 96).
In das Protoplasma treten die Chromatinindividuen nur
ein bei ihrer Fortpflanzung. Man könnte sagen: sie über-
liefern sich dem Protoplasma, um sich von ihm bei seiner
Teilung richtig verteilen zu lassen , auf daß jede Tochter-
zelle von jedem die Hälfte, also wieder alle Arten erhält.
So ist es in allen Teilungen bis auf eine: hier werden die
im Befruchtungsakt aus zwei Zellen zusammengeführten Chro-
mosomen wieder in gesetzmäßiger Weise auf zwei Zellen
verteilt.
So haben wir also hinsichtlich des Morphologischen
schon eine sehr beachtenswerte Vollständigkeit der Erkenntnis
erreicht. Aber je mehr hier unsere Einsicht wächst, um so
mehr empfinden wir, daß das Morphologische in diesem
Wissensgebiet doch nur der Unterbau ist für das, was wir
schließlich zu ergründen suchen: was denn diese Chromatin-
elemente und ihre merkwürdigen Schiksale für eine physio-
logische Bedeutung besitzen. Es bleibt uns also noch die
*) Vergl. 11, p. 58.
— 92 —
0
zu untersuchen, welche Mittel und Wege bestehen, um
er die physiologische Bedeutung der erkannten Verhältnisse
zu exakten Resultaten gelangen zu können.
Von dem einfachsten hier in Betracht kommenden Ex-
•: der Entfernung des ganzen Kerns aus einer Zelle,
dürfen wir an dieser Stelle absehen; nicht, weil auf diese
Weise nicht etwa Resultate von größter Wichtigkeit erzielbar
und auch bereits erreicht wären. Allein sie erlauben nur
Aussagen über die Funktion des Kerns als eines Ganzen und
5, was sie lehren, könnte auch von einem Kern geleistet
werden, der sich nach dem alten REMAKschen Schema teilt.
Zu den Tatsachen, die uns die Mitose enthüllt: der im Kern
enthaltenen Vielheit und Verschiedenheit der Chromatinele-
mente, haben die Totalexstirpationen keine Beziehung. Für
unsere Frage der Kernkonstitution und ihrer physiologi-
schen Bedeutung kommen also nur Fälle in Betracht, wo eine
Zelle, sei es im natürlichen Verlauf des Geschehens oder in-
folge eines experimentellen Eingriffs, eine Abweichung von dem
typischen < hromatinbestand oder wenigstens von dem Bestand
einer sonst gleichwertigen Schwesterzelle darbietet.
Di«* erste einfachere Frage ist die, ob die bestimmte
/ hl von Chromosomen, welche eine Zelle in ihrem regu-
lären Kernbestand besitzt, oder die in dieser Zahl gegebene
stimmte Chromatin menge eine bestimmte Funktion er-
kennen läßt Es ist in dieser Hinsicht vielleicht nicht beson-
ders auffallend, daß Zellen mehr Chromatin vertragen können,
als ihnen typischerweise zukommt, wie dies vor allem meine
Beobachtungen an Ascaris (18), diejenigen Gerassimoff's an
Spyrogyra zeigen. Viel wichtiger ist die Tatsache, daß
die Chromosomenzahl ohne Schädigung auf die Hälfte redu-
ziert sein darf, was durch meine Versuche über die Entwick-
von Seeigeleiern mit bloßem Spermakern festgestellt
93
ist*). Zugleich aber läßt sich nun hierbei und ebenso aus
den Versuchen mit künstlich verdoppelter Chromosomenzahl
eine interessante Wirkung der Chromatin menge erkennen. Die
Zellen eines Seeigelkeimes mit halber Chromatinmenge teilen
sich öfter, werden also kleiner, als die mit Normalzahl, diejenigen
mit doppelter Zahl weniger oft und bleiben also größer, um das
gleiche Entwicklungsstadium zu erreichen (vgl. p. i6u. 17). Ja,
die Spyrogyrazelle , die bei ihrer Bildung doppelt so viele
Kernelemente in sich aufgenommen hat als normal, wächst,
wie Gerasslmoff gefunden hat, zu einer viel beträchtlicheren
Größe heran, als eine normale Spyrogyrazelle je erreicht.
Wir konstatieren somit eine Abhängigkeit der Zellgröße von
der Chromosomenzahl, bezw. der Chromatinmenge, ein Ver-
hältnis, das R. Hertwig (52) kürzlich unter der Bezeichnung
„Kernplasmarelation" zum Ausgangspunkt interessanter Erör-
terungen gemacht hat. . Die engen funktionellen Beziehungen
zwischen Kern und Protoplasma, und die schon so oft, besonders
von botanischer Seite hervorgehobene Erscheinung einer jedem
Kern zukommenden beschränkten Wirkungssphäre erhalten
durch diese Tatsachen eine besonders klare Illustration und auf
manchen bisher dunklen Sachverhalt fällt von hier aus Licht.
Ich erwähne vor allem die sowohl von Botanikern
wie Zoologen festgestellte Tatsache, daß der verschiedenen
Größe homologer und homodynamer Organe nicht verschiedene
Größe, sondern verschiedene Anzahl der Zellen entspricht.
J. Sachs (86) und Strasburger (91) haben dies gleichzeitig er-
kannt; des ersteren Schüler Amelung (i) schreibt in einer
diesen Verhältnissen speziell gewidmeten Schrift: „Verschieden
große Organe gleicher Art desselben Pflanzenindividuums be-
stehen aus Zellen von gleicher oder nahezu gleicher Größe."
*) Die Ergebnisse von E. B. WILSON über die parthenogenetische Ent-
wicklung von Seelgeleiern sprechen wohl im gleichen Sinn; doch steht für sie die
Untersuchung des Zell- und Kernbestandes der Larven noch- aus.
94 —
I , nz ähnlich lautet für tierische Objekte das Ergebnis C.
Rabls 77) „daß innerhalb einer engbegrenzten Gruppe die
ler Zellen eine bestimmte ist, daß aber ihre Zahl je
nach der Körpergröße der einzelnen Arten schwankt."
I« h halte es nach den oben mitgeteilten Experimenten
iit für zweifelhaft, daß wir in dieser Erscheinung einen Aus-
druck jener strengen Abhängigkeit der Zellgröße von der
Chromatinmenge zu erblicken haben, welch letztere ja in allen
ganen des gleichen Individuums die gleiche ist*) und auch
nah verwandten Organismen in der Regel annähernd über-
einstimmen wird
Eine zweite Erscheinung, für die unsere Erkenntnis der
Abhängigkeit der Protoplasmagröße von der Chromosomenzahl
Aufklärung bringt, ist die Entstehungsweise der Riesenzellen
Mit gewissen hier nicht in Betracht kommenden Ausnahmen,
i Es war eine naheliegende Frage, ob die „echten" menschlichen Riesen
und Zwerge Zellen von typischer Größe in vermehrter oder verminderter Zahl ent-
halten, "der die Riesen vielleicht entsprechend größere, die Zwerge entsprechend
kleinere Elemente in typischer Zahl. Es wäre denkbar, daß auch beim Menschen
ichtete Eier mit erhöhter oder verminderter Chromosomenzahl vorkämen und
dal', die hiernach zu erwartenden abnormen Zellengrößen bei einer vielleicht vor-
nan. Regulation der Zellenzahl des ausgewachsenen Individuums zur Riesen-
Zwergbildung führen könnten. Es scheint jedoch, daß diese, schon nach den
partiellen Kiesenbildungen unwahrscheinliche Erklärungsmöglichkeit nicht zutrifft.
Durch das freundliche Entgegenkommen des Herrn Hofrat TOLDT in Wien, dem
all hirrfür auch an dieser Stelle meinen verbindlichsten Dank abstatte, hatte ich
heit, eine Phalange des von LANGER beschriebenen Grenadiers (Skelett-
höh( : cm) auf die Grübe und Zahl der Knochenkörperchcn zu untersuchen
und diese Verhältnisse mit den entsprechenden eines Individuums von weniger als
Mittelgröße zu vergleichen. Es ergab sich, daß der Riese nicht größere, sondern
echend nv-lir Knochenkörperchcn besitzt. Eine zweite Probe dieser Art
lanke ich der Direktion des Berliner Panoptikums, die mir auf meinen Wunsch
abgeschabtes Epithel der" Zungenschlennhaut des 238 cm großen Riesen Feodor
hnow zuschickte. Die Zellen waren im Durchschnitt genau so groß wie meine
Wir haben hier also eine neue Bestätigung des Satzes, daß die Größe
/ llen für eine bestimmte Organismenart oder -Gruppe konstant ist und nur die
Zahl mit der verschiedenen Größe des Organs wechselt. Die Ursache der Riesen-
bildung bleibt aber damit nach wie vor dunkel.
95
im Säugetierorganismus, jener eigentümlichen Zellen, deren be-
sondere Funktionen nur von einem riesigen Protoplasmaleib be-
wältigt werden können. Damit aus einer Zelle von bestimmter
Kernplasmarelation eine Riesenzelle entstehen kann, wird nach
den angeführten Ergebnissen als Vorbedingung eine starke
Vermehrung des Chromatins eintreten müssen. Aber schon in
dem kleinen Leukocyten, aus dem die Riesenzelle entstehen
soll, ist das Chromatin ausgewachsen (vgl. p. 18, 19). Wie soll
es sich weiter vermehren? Die Antwort geben, wie mir scheint,
die Ermittelungen über die Entstehung der Riesenzellen des
Knochenmarks, die wir M. Heidenhain (44) verdanken. Diese
bilden sich aus typischen Leukocyten dadurch, daß fortgesetzt
Mitosen auftreten, die aber nie zu einer Zellteilung führen.
Nach der Zahl der Centrosomen, die Heidenhain in den
Riesenzellen nachgewiesen hat, ist anzunehmen, daß eine fertige
Riesenzelle mindestens. 7 — 8 mal einen solchen mitotischen, nicht
von Zellteilung begleiteten Prozeß durchgemacht hat, wodurch
die Chromosomenzahl und damit auch die Chromatinmenge auf
das 100 — 200 fache erhöht worden ist. Es ist dies eben offen-
bar der einfachste Weg, die nötige Chromatinmenge herzu-
stellen, die für das Heranwachsen eines Riesenprotoplasma-
leibes erforderlich ist. Und so erklären sich die scheinbar
zwecklosen Mitosen *).
Von dem gewonnenen Standpunkt aus werden nun end-
lich auch die Verhältnisse in den Oocyten zu beurteilen sein.
Auch hier besteht das Bedürfnis nach riesiger Protoplasma-
vermehrung, also wohl wieder primär nach entsprechender
*) Es mag hierzu bemerkt sein, daß diese Tatsachen im Verein mit unseren
sonstigen Erfahrungen dafür sprechen, daß sich die Chromatinindividuen. die wir
zu allen Zeiten im Kern annehmen müssen, nur im kontrahierten Zustand — als
Chromosomen — fortpflanzen können, nicht im Gerüstzustand. Denn sonst wäre
nicht einzusehen, warum in den Riesenzellen zum Zweck des an die Fortpflanzung
der Chromosomen gebundenen Wachstums die komplizierten mitotischen Vorgänge
inszeniert werden.
- q6 -
Chromatin Vermehrung; mit dem Unterschied jedoch gegenüber
den eben betrachteten Riesenzellen, daß diese letzteren nach
Ausübung ihrer spezifischen Funktion zu Grunde gehen können,
wogegen das Ei die Kontinuität der Individuen vermittelt und
dabei am Schluß seiner Sonderexistenz wieder eine ganz kleine
Chromatinmenge und genau bestimmte Chromosomenzahl be-
sitzen muß, als Äquivalent zu dem Kernanteil der Samenzelle.
Wir müssen also hier spezifische Verhältnisse erwarten, wie
sonst wohl nirgends wiederkehren, und daß solche vor-
liegen, geht aus dem, was wir wissen, zur Genüge hervor
vgl. p. 41). Aber eine Deutung im einzelnen und einheit-
liche Beurteilung der vielfach widerspruchsvollen Ergebnisse
ist vorläufig kaum durchführbar.
Von weit größerem Interesse als die Frage nach der
Funktion einer bestimmten Chromatinmenge ist nun die
zweite, ob sich Beziehungen bestimmten Chromatins
zu bestimmter Zellfunktion erkennen lassen.
Einen gewissen Einblick in dieser Hinsicht, wenn auch
freilich nur sehr unbestimmter Natur, gewähren die Fälle von
Ascaris und Dytiscus (vgl. p. 27 — 33), wo im normalen Verlauf
zwei Schwesterzellen in ihrem Chromatingehalt verschieden
sind und wo wir in der Lage sind, zu verfolgen, was aus
jeder wird. Wir wissen für beide Fälle, daß aus denjenigen
/»•Hin, die das gesamte Chromatin bewahren, Sexualzellen
hervorgehen, aus den anderen somatische Zellen, bezw. hin-
fällige Xährzellen. Es wird nicht zu kühn sein, wenn wir
daraus schließen, daß den Sexualzellen bestimmte Chromatin-
teile nötig sind, die die somatischen nicht brauchen. Und
eine allgemeine Folgerung wenigstens dürfen wir, glaube ich,
hieraus noch ableiten, daß der Kern nicht ein Zellorgan sein
kann mit einer einzigen bestimmten Funktion, wrie etwa ein
— 97
Atmungsorgan, sondern daß es spezifisches, zu bestimmter
Zellenleistung in Beziehung stehendes Chromatin gibt. Und
so wenig dies ist, so ist es immerhin etwas.
Es wäre ein Fortschritt von größter Wichtigkeit, wenn
es gelänge, festzustellen, welche Wirkung die Chrom atinteile,
die in den genannten Fällen nur der einen der beiden Söhwester-
zellen erhalten bleiben, in dieser oder ihren Abkömmlingen
ausüben. Allein es scheinen mir zur Zeit kaum Aussichten
vorhanden zu sein, dieser Frage auf experimentellem Wege
näher zu kommen. Unter dem Einfluß der Wi:i>MA.\xschen
Theorien wird man geneigt sein, in den Chromosomenenden
der Ascariden, die der Keimbahn reserviert bleiben, ,, Keim-
plasma" zu sehen, in den mittleren Abschnitten ein speziali-
siertes „somatisches" Kernplasma. Allein genauere Überlegung
zeigt, daß eine umgekehrte Anschauung ebensoviel Berechti-
gung hat, nämlich die, daß in den Schleifenenden die Be-
stimmung für die spezifische histologische Ausbildung der
Sexualzellen gegeben ist*).
*) Auf eine Möglichkeit sei hier aufmerksam gemacht, ohne daß dieser Idee
damit ein besonderer Wert beigelegt werden soll; ich teile sie nur mit, um zu ihrer
weiteren Prüfung an die Mitarbeit der Fachgenossen zu appellieren. Es ist bei
der EinheiÜichkeit der Nematodengruppe sehr merkwürdig, daß sich die Diminution
bisher nur bei den Ascariden hat nachweisen lassen; bei Strongylus, bei Rhab-
donema ist nichts davon zu linden. Diese Tatsache führt zu der Frage, ob viel-
leicht in der Ausbildung der Sexualzellen zwischen den Ascariden und jenen
anderen Nematoden ein Unterschied vorhanden ist. In der Tat ist ein solcher
nachweisbar. Die Eier der untersuchten Ascariden haben sehr dicke Eischalen
(Perivitellinhüllen) , die von Strongylus und Rhabdonema nur eine ganz dünne
Dotterhaut. Und es scheint, daß diejenigen Nematoden, welche dicke Eischalen
bilden, Spermien produzieren mit dem bekannten lichtbrechenden Körper, während
die anderen, soweit meine Erfahrungen reichen, ihn nicht besitzen. Die Hypotl
ist nun die, daß in den Enden der Urchromosomen der Ascariden die Bedingui
für die Schalenbildung enthalten sein könnten und daß sich ein entsprechendes
Vermögen im männlichen Geschlecht in dem lichtbrechenden Körper der Spermien
äußert. Eine ausgedehnte Untersuchung in allen Nematodengrappen mit Rücksicht
auf diese drei Punkte: Diminution, Eischale, lichtbrechender Körper der Spermien.
—
Boveri, Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
- 98 -
Einen anderen Fall ungleichen Chromatinbestands von
Schwesterzellen haben wir in der Spermatogenese der Insekten
nnen gelernt; die eine Hälfte der Samenzellen erhält ein
überseht - Chromosoma, das den anderen fehlt. Mc Clung
I li.u die Hypothese ausgesprochen, daß die Spermien, die
ä Chromosoma besitzen, die Eier, in die sie eindringen,
zur Bildung von Männchen bestimmen, und nachdem auf Grund
der Beobachtungen SuTTONS kaum mehr bezweifelt werden
kann, daß das accessorische Chromosoma nur im männlichen
schlecht vorkommt, erhält diese Hypothese einen sehr hohen
Grad von Wahrscheinlichkeit; ja, ich wüßte nicht, welche
andere Annahme man plausibler Weise machen könnte. Aber
so wichtig die Aussichten sind, die sich hier eröffnen, über
große Wahrscheinlichkeit wird man auch hier nicht leicht
hinauskommen.
Ein Weg, der mehr verspricht, ist gegeben in der ex-
rimentellen Herstellung eines vom normalen ab-
teilenden Chromatinbestands in Zellen, deren Schicksal
uns als Maßstab dafür dienen kann, was dieser abnorme Zustand
bewirkt. Ein zwar nicht sehr vollkommenes, aber doch immerhin
ein Mittel um dies zu erreichen, ist, wie oben (p. 44m) dargelegt,
in den mehrpoligen Mitosen gegeben. Die Ergebnisse,
die auf diese Weise an Seeigelkeimen gewonnen worden sind,
lehren, daß schon vom Blastulastadium an zur weiteren Ent-
wicklung eine ganz bestimmte Kombination von Chromosomen
nötig ist. indem andernfalls Organisationsdefekte auftreten oder
die Entwicklung überhaupt nicht weiterschreitet. Wir können,
\\i<- oben schon dargelegt, nicht umhin, daraus auf eine Lokali-
erung bestimmter Qualitäten auf bestimmte Chro-
wäi se Hyp< bliese entweder als hinfällig zu erweisen oder weiter zu stützen.
S< hwierigkeit, das in Betracht kommende Material zu erhalten und bei der
Sicherheit der Konservierung mag die Anregung geäußert werden, günstige Ge-
legenheiten, die sich für derartige Untersuchungen bieten, zu benutzen.
— 99 —
mosomen zu schließen, ein Schluß, der mit der morpho-
logischen Unterscheidbarkeit der Chromosomen, wie sie vor
allem für gewisse Insekten dargetan worden ist, aufs beste
harmoniert. Aber etwas Näheres über diese Lokalisierung aus-
zusagen, gestatten auch diese Tatsachen nicht. Gar leicht
drängen sich Vorstellungen auf, wie sie Weismann in seiner
Determinantenlehre entwickelt hat; doch wird man in dieser
Hinsicht sehr vorsichtig sein müssen. Wenn die Deutung
richtig ist, die ich meinen Versuchsresultaten gegeben habe,
so läßt sich zwar behaupten, daß eine bestimmte Kombination
von Chromosomen zur Bildung des Urdarms nötig ist, eine
bestimmte zur Bildung des Skeletts u. s. w. ; allein daraus etwa
auf darm- und skelettbildende Chromosomen zu schließen, ist
nicht zulässig. Daß es z. B. nicht ein bestimmtes Chromo-
soma sein kann, welches den Keim zur Darmbildung befähigt,
geht schon direkt aus meinen Versuchen hervor; denn
mindestens zwei von den vier Blastomeren des dispermen
Eies müßten dann unter allen Umständen solche „Darmbildner"
besitzen und es müßten also, wenn die vier Blastomeren von-
einander isoliert sind, mindestens zwei von ihnen gastrulieren,
was häufig nicht der Fall ist; in vielen Fällen gastruliert kein
einziges.
Höchst dürftig bleiben unsere Aussagen vor allem da-
durch, daß wir nie wissen, ob sich ein Merkmal deshalb nicht
entfaltet, weil die Anlagen zu ihm selbst fehlen oder nur, weil
gewisse frühere Zustände nicht erreicht werden konnten, die
für seine Entfaltung Voraussetzung sind.
Es ist ja auch ohne weiteres selbstverständlich, daß die
Zahl der Chromosomen viel zu gering ist, im übrigen bei nahe
verwandten Organismen zu variabel, als daß man etwa jedem
Chromosoma eine einzige bestimmte Qualität des Organismus
als Anlage zuerteilen könnte. Auch weisen die Verhältnisse
bei der Diminution von Ascaris und, wenn ich sie richtig ge-
IOO
deutet habe, auch diejenigen bei Dytiscus darauf hin, daß das
einzelne Chromosoma verschiedene Qualitäten repräsentiert.
Was als.> durch die bisherigen Versuche erreicht ist, das ist
kaum mehr, als daß ein Spalt geöffnet worden ist, der uns
hineinsehen läßt in ein unermeßliches Gebiet voll zahlloser und
zum größten IVil wohl für immer unlösbarer Fragen.
Wenn ich alle Tatsachen überblicke, die für die Frage
Lokalisation bestimmter Qualitäten auf verschiedene Chro-
s tnen in Betracht kommen, so scheint es mir zweifellos,
die Verschiedenwertigkeit der einzelnen Chromosomen
eines Kerns sich aus einem indifferenten Zustand essentieller
( rleichwertigkeit herausgebildet haben muß, und ich möchte ganz
nein und auch für die Seeigelkeime glauben, daß wir für
alle Chromosomen dieser Kerne noch gewisse gleichartige
Urfunktionen anzunehmen haben, mit denen im Einzelnen ver-
schiedene Spezialfunktionen verbunden sein können. Für diese
Auffassung liegen bereits ganz bestimmte Anhaltspunkte vor.
Experimente von mir (17) und besonders von Ziegler (109),
bei denen von den beiden primären Blastomeren eines See-
- die eine keinen Kern erhielt, wohl aber eine normale
Sphäre, haben gezeigt, daß zur Entstehung jener einschichtigen
Epithelblase, die wir Blastula nennen, Kernsubstanz nötig ist.
In dem ZiEGLERschen Fall war zwar Zellteilung eingetreten,
aber eine Blastula bildete sich aus diesen kernlosen Zellen
nicht. 1 >a nun aus dispermen Seeig-eleiern fast stets ganz
•mal gebildete Blastulae hervorgehen, mag auch die weitere
Entwicklung noch so pathologisch sein, so werden wir schließen
müssen, daß die Kernfunktionen, die zur Erreichung des
Blastulastadiums nötig sind, von allen Chromosomen in gleicher
W( ausgeübt werden können, und erst von diesem Stadium
an nicht mehr, daß also jedes Chromosoma verschiedenartige
IOI
Funktionen zu erfüllen hat, generelle und spezielle );
ähnlich etwa, wie uns die verschiedensten Tiere als Kraftquelle
dienen, daneben aber jedes einzelne noch in seiner besonderen
Weise als Zugtier, Renner, Wächter oder Produzent spezifischer
Stoffe nützlich sein kann. Wenn also z. B. Loeb (58) aus ge-
wissen Tatsachen den Schluß zieht, der Kern stelle das Oxy-
dationsorgan der lebenden Substanz dar, so könnte
dieses Ergebnis neben den Schlüssen, die wir aus unseren
Versuchen abgeleitet haben, sehr gut bestehen. Und von hier
könnte auch auf die direkte Kernteilung neues Licht fallen,
indem es möglich erscheint, daß bei Zellen, die sich nur noch
zu solchen ihresgleichen vermehren und nur transitorische Be-
deutung haben, lediglich noch die generellen Chromosomen^
qualitäten vonnöten wären, wo es dann gleichgültig ist,
welche Chromosomenarten in jede Zelle gelangen.
Schließlich hebe ich, um Mißverständnisse zu vermeiden,
ausdrücklich hervor, daß ich die Existenz von Organismen,
deren Kerne aus essentiell gleichwertigen, nur individuell ver-
schiedenen Chromosomen aufgebaut sind, nicht nur für möglich,
sondern für sehr wahrscheinlich halte**). Nicht allein wird ein
solcher primitiver Zustand nach allen unseren sonstigen Er-
fahrungen über die Entstehung von Differenzierungen ge-
fordert, sondern wir vermögen uns auch für unseren Fall sehr
wohl vorzustellen , wie zwischen ursprünglich gleichartigen
Chromosomen eine Arbeitsteilung eintrat, so daß in ein-
zelnen von ihnen gewisse Funktionen sich stärker ausgebildet
haben, in anderen zurückgeblieben sind oder ganz unter-
*) Die Ergebnisse über das feste Verhältnis von Chromatinmenge und Zell-
größe scheinen im gleichen Sinn zu sprechen.
**) Diese Auffassung hätte in den Verhältnissen von Ascaris megalocephala
univalens nach dem auf Seite 43 Gesagten ein fast sicheres Fundament, wenn nicht zu
bedenken wäre, daß das Chromosoma dieser Spezies vielleicht eine Art von Sammel-
chromosoma ist und erst die kleinen Körner, in die es in den Somazellen zerfällt,
denen von Ascaris lumbricoides entsprechen könnten.
102
n. Will man die Verhältnisse durch Zustände der
Metazoen illustrieren, so wird man auf Grund unserer Be-
chtungen die im Seeigelkeim anzunehmende Verschieden-
rtigkeit der Chromosomen weniger so aufzufassen geneigt
s<in, daß die einzelnen Elemente sich etwa wie Skelett, Mus-
kulatur. Darm und Nervensystem zu einander verhalten und
einander ergänzen, sondern eher so, daß jedes einem ganzen
Metazoenindividuum vergleichbar wäre, aber mit spezifischer
Ausbildung gewisser Fähigkeiten, wie etwa bei den ver-
schiedenen Individuen eines Insektenstaates.
Legen uns diese Überlegungen so recht nahe, wie un-
endlich wenig hier erreicht ist, so darf nun auch eine andere
Seite ins Licht gerückt werden, die sich, wie mir scheint, er-
freulicher präsentiert. Die Möglichkeit, dem sich entwickelnden
Keim einen in den einzelnen Bereichen verschiedenen Kern-
stand zu geben, hat Bezug zu einem der interessantesten
Punkte in dem Problem der Kernfunktion, zu der Frage näm-
lich, in welchen Teilen der beiden bei der Befruchtung sich
vereinigenden Zellen die Bestimmung liegt, daß das Kind nicht
allein den allgemeinen Typus der elterlichen Organismen repro-
ziert, sondern mit allen Zügen der Spezies, ja mit den kleinsten
individuellen Eigentümlichkeiten der Eltern ausgestattet ist.
E s ist bekannt, durch welche Betrachtungen man dazu geführt
worden ist, diese Bestimmung in den Kern zu verlegen. Rein
theoretisch hatte Naegeli aus der gleichen Vererbungskraft
der beiden Eltern bei der ungeheuren Verschiedenheit ihres
materiellen Anteils am Aufbau des Kindes das Postulat einer
in jeder Zelle nur in kleiner Menge vorhandenen Anlage-
substanz abgeleitet, die in der Ei- und Samenzelle sich äqui-
valent gegenübersteht. Und gleichzeitig hatte E. VAN Beneden
am Ascarisei die dann überall bestätigte volle morphologische
utität von Ei- und Spermakern entdeckt, ein Nachweis, zu
m sich später auf Grund der Versuche über Merogonie und
— 103 —
künstliche Parthenogenese der weitere gesellte, daß diese beiden
Kerne auch physiologisch äquivalent sind. Was konnte nähei
liegen, als diese Tatsachen mit jener Forderung zu verknüpfen,
im Chromatin der Kerne das NAEGELische Idioplasma zu sehen,
wie es alsbald von Strasburger, O. Hertwig, Köllikkr,
Weismaxx u. a. geschehen ist?
Von anderer Seite freilich ist diese Auffassung beanstandet
und besonders von Verworn (95a) unter dem Xamen der
„Theorie von der Alleinherrschaft des Kerns in der Zelle" in
ihrer Berechtigung aufs entschiedenste bekämpft worden. Da
der Ausdruck Alleinherrschaft einen unmittelbar klaren phvsio-
> logischen Sinn nicht besitzt, müssen wir die Einwendungen
betrachten, die nach Verworx dieser angeblichen Alleinherr-
schaftslehre den Boden entziehen. Da finden wir eine Reihe
von Erörterungen, die dartun, wie weder das Protoplasma ohne
Kern, noch der Kern ohne Protoplasma zu existieren vermag,
sondern nur in der Wechselwirkung beider das Leben der
Zelle sich erhalten kann. Und als Resultat derartiger Erwä-
gungen gelangt Verworn zu dem Satz, „daß weder der Kern
noch das Protoplasma allein die Hauptrolle im Leben der
Zelle spielen, sondern daß beide in gleicherweise am Zustande-
kommen der Lebenserscheinungen beteiligt sind."
Ich glaube nicht, daß einer der Autoren, die, gleich mir,
von Verworx als Vertreter der Alleinherrschaftstheorie ange-
führt werden, Aufstellungen bestreiten wird, wie sie dieser
Satz, wenn man ihn von seiner bedenklichen Formulierung
befreit, enthält; jedem, der mit den Grundzügen organischer
Naturwissenschaft bekannt ist, werden diese Ausführungen
selbstverständlich erscheinen, andererseits aber freilich ganz
ebenso leer, wie wenn wir den analogen Satz aufstellen: weder
das Hirn noch der übrige Körper spielt allein die Hauptrolle
im menschlichen Organismus, sondern beide sind, in beständiger
— 104 —
Wechselwirkung, an dem Zustandekommen der Lebensfunk-
tionen beteiligt
Wonach wir streben, das ist eben, die Art der Wechsel-
iehungen, wie im I es.tintorganismus, so auch zwischen Kern
und Protoplasma zu erforschen, wobei wir von vornherein, ent-
^en dem VERWORNSchen Satz, behaupten dürfen, daß beide
Teile jedenfalls nicht „in gleicher Weise" am Zustande-
kommen der Lebenserscheinungen beteiligt sind. Die allge-
meinen Erörterungen Verworxs berühren sonach jene Vor-
stellung ülxr die Rolle des Kerns bei der Übertragung der
erlichen I »ualitäten auf das Kind in keiner Weise. Mag
sogar alles, was uns im Metazoönkörper als Leistung imponiert,
direkt Protoplasmaleistung sein, dies schließt so wenig die
alleinige Bestimmung der individuellen Merkmale des Kindes
durch die Kerne der kopulierenden Sexualzellen aus, wie
die Herstellung eines Hauses durch Maurer und Zimmer-
leute ausschließt, daß dieses Haus in seiner ganzen Besonder-
heit nach dem Kopf eines Architekten gebaut ist. Jener Satz
über die Rolle des Kerns mag also falsch sein, seine Berech-
tigung als wissenschaftliche Hypothese unterliegt keinem
Zweifel. Die Frage ist nur, ob es Tatsachen gibt, die ihn be-
weisen <»(ler wenigstens wahrscheinlich machen können.
Einen hierauf bezüglichen Versuch habe ich früher mit-
teilt i_\iö). Er beruht auf der im Laufe unserer Betrach-
tungen schon mehrfach erwähnten Tatsache, daß aus kern-
losen Bruehstücken von Seeigeleiern bei monospermer Be-
fruchtung normale Larven hervorgehen (Merogonie). Ein Stück
einer solchen Larve, die somit ausschließlich väterliche Kern-
substanz enthält, ist in Fig. 22 (pag. 16) abgebildet. Wenn
es gelingt, diesen Versuch zwischen zwei verschiedenen
Spezies auszuführen, deren Larven*) ausgeprägte Unterschiede
An die Aufzucht von isolierten Seeigelkeimen zu fertigen Tieren ist vor-
äufig nicht zu denken.
— 105 —
besitzen und bei deren regulärer Kreuzung eine typische
Mittelform auftritt, so wird die Gestaltung dieser Larven über
die Bedeutung von Protoplasma und Kern bei der Übertragung
elterlicher Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad Auf-
schluß geben. Leider waren die aufgeführten Bedingungen
bisher nicht streng erfüllbar. Zwar gibt es bastardierbare
Seeigelspezies mit sehr klaren Larvenunterschieden, und daß
auch kernlose Eifragmente sich bastardieren lassen, haben
Mac Farlaxd und ich (19) durch isolierte Züchtung feststellen
können. Allein wenn auch diese Larven und solche aus
Massenkulturen, die auf Grund ihrer Kerngröße als aus kern-
losen Fragmenten entstanden anzusehen waren, rein nach dem
Typus der väterlichen Form gebaut waren, so sind doch die
Versuche deshalb nicht entscheidend, weil unter Umständen
auch echte Bastardlarven, d. h. solche, die aus ganzen Eiern
stammen, nahezu rein den Typus der väterlichen Form be-
folgen können.
Wenn ich diesen Versuch, obgleich er sonach nur die
Möglichkeit einer künftigen Lösung anzeigt, hier anführe, so
geschieht es deshalb, weil ihm von verschiedenen Seiten eine
Beweiskraft selbst für den Fall abgesprochen worden ist, daß
die angeführte Unvollkommenheit beseitigt werden könnte. S< »
erklärt Pfeffer (74), um nur den hervorragendsten Namen zu
nennen, der Versuch sei für die Annahme, daß nur der Kern
die Erbmasse enthalte, deshalb nicht beweisend, weil mit dem
Samenfaden nicht nur ein Kern, sondern eine ganze Zelle, also
auch Protoplasma ins Ei eingeführt werde, man also durchaus
nicht wissen könne, welcher Teil den Vererbungsträger reprä-
sentiere. Dieser Einwand beruht auf einem Mißverständnis.
Denn das Experiment bezieht sich gar nicht auf die Samen-
zelle, sondern auf die Eizelle, es soll nicht über den Kern
eine Aussage gestatten, sondern über das Protoplasma, näm-
lich das Eiprotoplasma, woraus indirekt freilich das erstere
io6 —
folgen würd In dieser Minsicht aber sind die Versuchs-
bedingungen absolut einwandsfrei*;.
Wir gelangen nun zu einer zweiten Gruppe von Tat-
sachen, die für die Frage über die Rolle des Chromatins bei
der Vererbung in Betracht kommen, das sind, wie oben schon
erwähnt, die Erscheinungen bei Doppelbefruchtung, insofern
r den einzelnen Keimbereichen verschiedenartige Chromo-
nen zugeteilt werden. Im IV. Abschnitt wurde bei Be-
sprechung dieser Versuche dargelegt, daß aus dispermen Eiern,
ach infolge unterdrückter Teilung des einen Spermo-
itrums in drei Tochterzellen teilen, ein nicht unerheblicher
Pr zentsatz normaler oder fast normaler Plutei hervorgeht, was
si< h daraus erklärt, daß die Aussichten jeder dieser Zellen, alle
Arten von Chromosomen zu erhalten, bei Dreiteilung sehr be-
trächtlich größer sind, als bei simultaner Vierteilung. Ja, falls,
was durchaus möglich ist, zwischen je zwei der drei Pole einer
d<r dr<i Vorkerne gelangen würde, wären die Chromatinver-
hältnisse bei dieser Art dispermer Entwicklung sogar nahezu
normal: jede Zelle würde die Normalzahl von Chromosomen
und jede Chromosomenart doppelt besitzen, wie aus neben-
hendem Schema ersichtlich ist, das sich ohne weiteres auf
<i,is der Fig. 48b (pag. 46) zurückführen läßt.
a2
b,
'c,
aL, \)., c, d._, a3 b3 c3 d3
a, bj q d, aj bl cx dt
VERWORN allerdings bestreitet auch dieses. Nach ihm geht bei dem
\ - ich von väterliche] - ine ganze Zelle in die Befruchtung ein, „von mütter-
lich< aber nur ein Stückchen Protoplasma, das bekanntlich durch den Verlust
rns dem Tod geweiht ist und seine charakteristischen Eigenschaften nicht
dauernd behaupten, mithin auch nicht vererben kann". Es sei nur nebenbei be-
r^t. daß d nlose Zustand des Eiprotoplasmas bis zur Einverleibung des
— 107 —
Aus dem Schema geht aber sogleich noch weiter hervor,
daß selbst in diesem günstigsten Fall der Kernbestand in den
drei von den primären Blastomeren abstammenden Keim-
bereichen nicht in der Weise identisch sein kann, wie er es
im normalen Keim in allen Teilen ist. Vielmehr enthält das
eine Drittel des Keimes Chromatin des Eikerns und des einen
Spermakerns, das zweite solches des Eikerns und des andern
Spermakerns, das dritte Chromatin der beiden Spermakerne.
Fig. 75 a. Fig. <5b.
Fig. 75a. Larve aus einem doppeltbefruchteten dreiteiligen Ei vom Strongylocentrotus
lividus. Fig. 75 b. Zwei normale Larven von den gleichen Eltern wie die der Fig. 75 a.
in der Medianebene halbiert und aneinandergelegt gedacht.
Sind sonach die Chromosomen für die spezifische Gestaltung
der Larvencharaktere maßgebend, so ist zu erwarten, daß die
Plutei aus doppeltbefruchteten Eiern in ihren einzelnen Bereichen
einen verschiedenen individuellen Typus darbieten. In der Tat
neuen Kerns nicht länger als einige Minuten zu dauern braucht und daß das
„Stückchen Eiprotoplasma", von dem VERWORN spricht, viel tausend Mal
größer ist als die ganze Samenzelle. Ich habe schon vor 11 Jahren dargelegt ( 1 5 )
daß der Einwand VERWORNS nur aus seiner Unbekanntschaft mit den Befruchtungs-
erscheinungen zu verstehen ist und ich muß diese Erklärung, nachdem er sein
Behauptung immer wieder bringt, hier wiederholen.
io8 —
in fast durchgehendes Charakteristikum der aus simul-
tan dreiteiligen Kiern hervorgegangenen Plutei, daß sie mehr
oder weniger asymmetrisch sind, wie es in Fig. 75a von einer
solchen Larve dargestellt ist. Und das Wichtige ist, daß die
verschiedenartige Entwicklung zwischen rechts und links sehr
oft ziemlich genau den Verschiedenheiten entspricht, die sich
in der normalen Kontrollzucht zwischen den ganzen Larven
konstatieren lassen, so daß, wenn man sich zwei solche nor-
mal«' völlig symmetrische Larven in der Mitte auseinander-
schnitten und die rechte Hälfte der einen mit der linken der
andern in der Medianebene verbunden denkt (Fig. 75 b), ein
Bild entsteht, das, abgesehen von dem Übergang der Kon-
turen, unserem dispermen Pluteus fast genau entspricht.
1 >a wir für diese Larve zu der Behauptung berechtigt
sind, daß sie durchaus aus gleichartigem Protoplasma, nämlich
dem Eiprotoplasma besteht, während wir andererseits mit vollster
Bestimmtheit aussagen können, daß ihr Kernbestand in den
einzelnen Bereichen unmöglich der gleiche sein kann, wird der
S< hluß. dar. die Verschiedenheit in der Ausbildung der einzelnen
Keimbereiche durch die Verschiedenheit der Kernsubstanz be-
dingt sei, jedenfalls sehr große Wahrscheinlichkeit für sich haben.
Der Einwand, der vielleicht erhoben werden könnte, daß
im einen Bereich der Larve Protoplasma des einen, in einem
andern Protoplasma des anderen Spermiums anwesend sei und
daß dieses verschiedene Spermaprotoplasma an der verschieden-
artigen Entwicklung einzelner Bereiche schuld sei, läßt sich
zurückweisen. Denn das Spermaprotoplasma müßte dann auch
der normalen monospermen Befruchtung diese Rolle spielen
und da es ■ dies vorausgesetzt — diese bestimmende Rolle hier
in allen Bereichen des neuen Organismus ganz gleichmäßig
ausübt, so müßten Mittel vorhanden sein, durch die es, gleich
m Spermachromati n. in identischer Weise auf alle Tochter-
zellen verteilt wird. Solche Mittel bestehen, wie uns die Fälle
— 109 —
lehren, wo das Spermaprotoplasma wahrnehmbar ist (Ascaris),
nicht. Damit dürfte es ausgeschlossen sein , ihm überhaupt
eine so bedeutungsvolle, aufs feinste arbeitende Wirkung zu-
zuschreiben. Wollte man aber annehmen, daß sich die Ver-
erbungstendenzen des Spermaprotoplasmas sofort dem ganzen
Ei gleichmäßig mitteilen, so müßten natürlich bei Anwesenheit
zweier Spermien deren beiderseitige Qualitäten gleichfalls ganz
gleichmäßig gemischt auf das Ei übergehen, so daß gerade
bei dieser Annahme die charakteristische Asymmetrie der di-
spermen Larven völlig unerklärt bliebe.
Etwas anderes dagegen wäre denkbar. Da nämlich zu
jedem Spermakern ein Centrosoma gehört und da im Fall der
Dispermie der eine Teil des Larvenkörpers Abkömmlinge des
einen, der andere solche des andern Spermocentrums besitzt,
so könnte die Annahme, daß die väterlichen Vererbungsten-
denzen in den Centrosomen lokalisiert seien, unseren Befund
ebensogut erklären, wie ihre Verlegung in das Chromatin.
Was wir von den Centrosomen, von ihrer Funktion, ihrem be-
schränkten Vorkommen und seit E. B. Wilsons (107) funda-
mentalen Untersuchungen von ihrer Neubildung wissen, macht
es freilich höchst unwahrscheinlich, daß ihnen eine solche Be-
deutung zukommt. Es wird aber auch hierüber eine experi-
mentelle Entscheidung möglich sein. Im Jahre 1889 (10) habe
ich bei Seeigeln einen abnormen Befruchtungsmodus beob-
achtet, bei dem die erste Furchung sspindel, die in der gewöhn-
lichen Weise von den Abkömmlingen des Spermocentrums ge-
bildet wird, nur die Chromosomen des Eikerns zwischen sich
nimmt und dieselben in regulärer Weise auf die Tochterzellen
verteilt, wogegen der Spermakern ungeteilt in die eine Blasto-
mere gelangt. Hier entwickelt sich also ein Organismus, dessen
Centrosomen durchaus gleichartig sind; dagegen besitzt die
eine Körperhälfte rein mütterliche, die andere gemischte Kern-
substanz. Ist sonach die Determinierung der Larvenmerkmale
I IO
v«.n Seiten des Vaters in den Centrosomen gelegen, so muß
eine solche Larve in allen Teilen die gleichen Vererbungs-
denzen besitzen und also, wie eine normale Larve, sym-
metrisch -.Lüdet sein, sind die Kerne das Entscheidende, so
ist ein individuell verschiedener Typus zu erwarten. Ich habe
neuerdings ein Exemplar dieser Abnormität, und zwar nur
dieses einzige, erhalten und isoliert gezüchtet, welches, auf
dem Gastrulastadium abgetötet, eine höchst auffallende Asym-
metrie der beiden Körperhaften besitzt. Diese Erscheinung
kann nach dem Gesagten nur in der Verschiedenheit der Kerne
ihren Grund haben.
Alles dies sind Anfänge, die aber doch zeigen, daß diese
Fragen einer experimentellen Behandlung sehr wohl zugänglich
sind und die schon jetzt, im Verein mit anderen Tatsachen
und Überlegungen, die spezifische formbestimmende Bedeutung
d<r Chromosomen in der Ontogenese nahezu außer Zweifel
stellen. Denn nachdem wir auf Grund der eben besprochenen
I >ispermieversuche einem etwa vorhandenen indifferenten Sperma-
j>r<>tMplasma eine derartige Rolle mit Bestimmtheit absprechen
dürfen, nachdem weiterhin diese Rolle dem Spermocentrum,
lches nach seiner regulären Verteilung auf alle Embryonal-
zellen hiefür wohl in Betracht käme, schon wegen der Tat-
he, daß es Organismen ohne Centrosomen gibt, kaum zu-
schrieben werden kann, so bleibt eben nur der Spermakern
übr
Daß K'-rnsubstanz zu den ontogenetischen Prozessen nötig
sen wir; daß das väterliche Chromatin ohne mütterliches,
vereint mit dem Eiprotoplasma, im Stande ist, diese ontogene-
tischen Leistungen auszuüben, ist festgestellt. Soll man nun
annehmen, daß dieses Spermachromatm lediglich die Bedeutung
habe, den Ablauf der Entwicklung und damit das Auftreten
der väterlichen Merkmale möglich zu machen, für die Über-
tragung dieser väterlichen Anlagen selbst aber nach einem
1 1 1
andern unbekannten Substrat im Spermium suchen? Man
könnte ein solches Bestreben verstehen, wenn für den Kern
eine bestimmte spezifische Funktion nachgewiesen wäre, wie
etwa für die Chlorophyllkörner der Pflanzenzelle. Allein aus
den Dispermieversuchen ergibt sich das Gegenteil. In Fig. 49,
51 und 52 (pag. 49) sind drei Larven aus doppeltbefruchtet« -n,
simultan dreiteiligen Eiern abgebildet, wo der einen (Fig. 51) ein
Drittel, der andern (Fig. 52) zwei Drittel des Skeletts fehlt, die
dritte (Fig. 49) die eine Skeletthälfte in tadelloser Entwicklung, v« >n
der andern keine Spur und auch keine Andeutung eines Darms
besitzt. Alle diese Defekte können nur aus abnormer Chro-
matin Verteilung erklärt werden. Daraus folgt, wie oben schon
betont, daß die Chromosomen nicht auf eine einzige Funktion
im Zellenleben beschränkt sind, sondern daß es spezifisches,
zu bestimmter Organbildung in Beziehung stehendes Chromatin
gibt. Und wenn wir danach schließlich das merkwürdige Zu-
sammentreffen betrachten (20,20a), daß gerade von dem Punkt
der Ontogenese an, wo, nach den Dispermieversuchen, spezi-
fisches Chromatin zur normalen Weiterentwicklung nötig ist,
auch ein formbestimmender Einfluß des Vaters auf die
Entwicklung beginnt, so drängt alles dies gegen den gleichen
Schluß hin, daß die Bestimmung der morphologischen Spezifität
durch das Chromatin bewirkt wird.
Der Satz, daß zur Vererbung eine ganze Zelle und also
auch Protoplasma nötig ist, der so oft diesem Resultat ent-
gegengehalten worden ist, wird dadurch gar nicht bestritten.
Wo der ganze Organismus aus Zellen besteht und Zellen nur
aus schon vorhandenen Zellen sich bilden können, ist freilich
zur Entstehung eines neuen Individuums mindestens eine ganze
Zelle und also neben dem Kern auch Protoplasma nötig. Aber
das Protoplasma dieser Zelle wird so gut wie ausschließlich
von der Mutter geliefert und es ist sehr fraglich, ob man das
Spermium als eine „ganze Zelle", als einen „ganzen Proto-
1 I 2
p lastm" bezeichnen darf, solange mit diesen Bezeichnungen
mehr als etwas völlig Nichtssagendes ausgedrückt werden soll.
fedenfalls vermag das Spermium das nicht zu leisten, was wir
von rin.r „ganzen Fortpflanzungszelle" erwarten müssen: einen
neuen I Organismus zu liefern; und daß dasselbe etwa auf einem
Nährboden zu dieser Fähigkeit gebracht werden könnte, ist
eine (\w allerunwahrscheinlichsten Annahmen. Erst; mit Ei-
protoplasma vereint erlangt es diese Qualität, es wird zu
einem „ganzen Fortpflanzungsprotoplasten". Die Eizelle da-
gen ist, wie wir durch die Parthenogenese wissen, für sich
allein eine ganze Fortpflanzungszelle; und es hat somit die
Eizelle, wenn wir auf diesen Tatbestand den Begriff der Ver-
erbung anwenden, eine andere und ungleich viel größere Be-
deutung bei der Vererbung als die Samenzelle. Aber trotzdem
und damit kommen wir wieder auf den kardinalen Punkt
zurück, von dem wir ausgegangen sind — trotz dieser unbestreit-
baren gewaltigen Verschiedenheit sieht das neue Individuum
so aus, als wenn die beiden Eltern in völlig gleicher Weise
zu seiner Bildung zusammengewirkt hätten. Kann man diesen
Widerspruch anders lösen als durch die NAEGELische Annahme?
[ch glaube nicht; zugleich erscheint mir nun aber folgende Er-
wägung, die ich kürzlich schon an anderer Stelle ausgesprochen
habe (20a), bei der Aufklärung dieses eigentümlichen Tat-
bestandes sehr geeignet. Wenn wir ein Pferd und einen Esel
bastardieren, so ist es für den Effekt ganz gleichgültig, durch
welche der beiden Sexualzellen und in welcher Weise der
neue « Organismus zu einem Bilaterium, einem Wirbeltier, einem
Säugetier und einem Perissodactylen gestempelt wird; denn in
allen diesen allgemeinen Merkmalen stimmen beide Eltern
überein, über ihre Grenzen hinaus ist Kreuzung unmöglich,
und diese Merkmale müssen sich, soll aus dem Keim über-
haupt etwas werden, unter allen Umständen an ihm entfalten.
Vielmehr handelt es sich für die Oualität des Bastards wesent-
— H3 —
lieh nur darum, welche Teile der Sexualzellen für die Spezies-
merkmale bestimmend sind. Nur für diese Bestimmungs-
stücke haben wir, wenn die Bastarde eine Mittelform darbieten
und wenn reziproke Bastarde identisch sind, Äquivalenz der
beiden Sexualzellen zu fordern. Da bleiben also Vererbungs-
leistungen genug übrig, welche einseitig an die eine Sexual-
zelle und somit an Teile, die der anderen fehlen, d. h. an das
Protoplasma gebunden sein können; und wenn mir auch nichts
ferner liegt, als einen bestimmenden Einfluß der Kerne auf alle
diese allgemeinen Charaktere in Abrede zu stellen, so ist es doch
andererseits schon jetzt sicher, daß einzelne von ihnen, wie gewisse
Achsen Verhältnisse des neuen Individuums, ausschließlich vom
Eiprotoplasma bestimmt und also durch dasselbe vererbt werden.
Vor allem aber wird eben im Protoplasma das ganze Heer
des Arbeitsvolks vererbt, ohne welches selbst ein Alleinherrscher,
4
wenn wir einmal dieses Bild gebrauchen wollen, nicht existiert.
Eines ist so nötig, wie das andere, und über die Frage, was
wichtiger, ist es müßig zu streiten. Darum wird es aber
auch angezeigt sein, nicht mehr in unbestimmter Weise den
Kern als „Vererbungsträger" oder „Erbmasse" zu bezeichnen,
sondern genau zu formulieren, was man ihm oder einem andern
Teil bei der Vererbung zuschreibt; und diese Formulierung
möchte ich nach allen angeführten Tatsachen und Betrachtungen
für den Kern vorläufig dahin geben, daß wenigstens alle essen-
tiellen Merkmale des Individuums und der Spezies ihre Deter-
minierung durch das Chromatin von Ei- und Spermakern er-
halten.
Die vorstehenden Erörterungen gehören, genau genommen,
nur insofern in eine Betrachtung der Lehre von der Chromatin-
konstitution, als ihr Resultat zum Teil auf Experimente g
stützt ist, die ihrerseits nur durch die Kenntnis einer bestimmten
Kernkonstitution möglich sind. Auf der anderen Seite aber
würde unser Resultat über die Bedeutung der Chromosomen
o
Boveri, Konstitution der chromatischen Kernsubstanz.
I
— ii4 —
der Übertragung der elterlichen Qualitäten der Ausgangs-
punkt sein, um in der Frage der Chromatinkonstitution noch
tiefer vorwärts zu dringen.
In meinem Aufsatz über mehrpolige Mitosen, in dem ich
ZU dem Resultat einer physiologischen Verschiedenwertigkeit
der Chromosomen gelangt bin, habe ich (20, pag. 81, Anm. 1)
./ kurz darauf hingewiesen, daß dieses Resultat eine be-
stimmte Forderung bezüglich des Vorgangs der Chromatin-
reduktion involviert (wie dies oben eingehend auseinander-
setzt worden ist) und daß sich dann von hier aus Bezie-
hungen zu den merkwürdigen Erfahrungen über das Verhalten
■ Pflanzenbastarde und ihrer Abkömmlinge ergeben. Ich
hatte dort die Absicht ausgesprochen, auf diese Dinge aus-
führlicher zurückzukommen. Inzwischen hat nun Sutton, der
von der morphologischen Seite zu den gleichen Schlüssen über
Wrschiedenwertigkeit der Chromosomen und über die Art der
Reduktion geführt worden ist, wie ich von der physiologischen,
einen ausführlichen Aufsatz über diese höchst interessante
Frage veröffentlicht (95), der mit meinen Anschauungen so
genau übereinstimmt, daß ich mich, unter Verweisung auf diese
Schrift, auf eine kurze Darstellung der Hauptpunkte be-
schränken kann.
Im Jahre 1865 hat Gregor Mendel (63) bei Versuchen
über Pflanzenbastardierung ein bis vor drei Jahren völlig in
Vergessenheit geratenes, seither aber durch Correns, Tschermak
und DB Ykiks ans Licht gezogenes und vielfach bestätigtes
setz entdeckt, das sich auf das Verhalten solcher Merkmale
bezieht, die sich im Bastard nicht mischen, wie z. B. die Blüten-
farbe verschiedener Erbsenvarietäten. Bastardiert man z. B.
rotblühende und weißblühende Erbsen, so sind alle Abkömm-
in der ersten Generation rotblühend. Züchtet man aber
Individuen dieser ersten Generation untereinander, so treten
— n5 —
wieder und zwar in ganz bestimmtem Prozentsatz weiße auf*).
Daraus folgt zunächst, daß das Merkmal weiß in der ersten
Generation nicht verloren gegangen ist, sondern nur latent war.
Mendel nennt diese unterdrückte Oualität das rezessive
Merkmal, die rote Farbe in unserem Fall das dominierende.
Das von ihm gefundene Gesetz besagt nun, daß, wenn wir
die erste Generation der Bastarde unter sich kreuzen , die
nächste Generation das dominierende und rezessive Merkmal
in folgendem Prozentsatz aufweist: auf vier Individuen treffen
1D+2DR+1R
d. h. ein Viertel der Individuen enthält nur das rezessive Merk-
mal (R) und diese unter sich weiter gezüchtet zeigen nun
ausnahmslos und für immer das rezessive Merkmal. Drei
Viertel weisen das dominierende Merkmal (D) auf, aber weitere
Zucht lehrt, daß von diesen drei Vierteln nur wieder eines das
dominierende Merkmal rein enthält, wrogegen die zwei anderen
auch das rezessive in sich haben, das hier, mit dem dominie-
renden gepaart, unterdrückt ist und erst in den späteren Gene-
rationen zum Vorschein kommt.
Wir können sonach, ohne auf weitere Einzelheiten ein-
zugehen, folgende wichtige Aussage machen: Die korrespondie-
renden Qualitäten D und R zweier Varietäten gehen im
Bastard ganz selbständig nebeneinander her, sie werden, was
schon Mendel klar erkannt hat, in den Keimzellen wieder
ganz rein voneinander gelöst, und zwTar, wie aus den Zahlen
der Versuche zu entnehmen ist, in der einfachen Weise, daß
die Hälfte der Eizellen D erhält, die andere Hälfte R, und
ebenso bei den Samenzellen. Nur unter dieser Voraussetzung
nämlich läßt sich die MENDELsche Formel verstehen. Bei
*) Ganz ebenso sind bei der Kreuzung grauer und weißer M cause alle In-
dividuen der ersten Bastardgeneration grau und erst in den folgenden Generationen
treten neben grauen wieder weiße auf (vergl. W. E. CASTLE 24).
8*
i i6 —
gleicher Anzahl von D und R sowohl in den Ei- wie in den
Samenzellen müssen, sobald dieselben in großen Mengen mit-
einander -»kreuzt werden, nach den Gesetzen der Wahrschein-
lichkeit tue drei möglichen Kombinationen DD, DR und RR
in dem Prozentsatz
i DD + 2 DR + i RR
auftreten, d. i. eben der Prozentsatz des MEXDELschen Gesetzes,
l'nd man drückt dieses Gesetz, nach dem Vorgang von
Bateson und Saunders (2) wohl am besten durch diese letztere
Formel aus.
Denken wir uns nun, und damit kommen wir zu unserem
I hema zurück, das dominierende Merkmal auf ein Chromo-
soma D des einen Elters, das rezessive auf das homologe
Chromosoma R des anderen Elters lokalisiert, so werden alle
Abkömmlinge in der ersten Generation die Kombination DR
in ihren Kernen enthalten. Bei der Reduktion in der Oo- und
Spermatogense werden diese homologen, zu einer Kopula der
Reduktionsspindel verbundenen Chromosomen wieder auf ver-
schiedene Samen- und Eizellen verteilt. Genau die Hälfte
der Samenzellen erhält D, die andere Hälfte R, ebenso bei
den Eizellen *). Und nun gilt das gleiche, was oben für die
Neugruppierung der Merkmale bei den MENDELschen Ver-
suchen ausgeführt worden ist. Werden die Individuen, deren
I reschlechtszellen zur einen Hälfte das Chromosoma D, zur
I "nter den bei Tieren bestehenden Verhältnissen gilt dieser Satz für die
eilen streng nur dann, wenn wir als Eizellen auch die rudimentären, nämlich
die zweiten I'olocyten, mitzählen. Die wirklichen, d. h. die befruchtungsfähigen
Heu könnten unter bestimmten Voraussetzungen sogar sämtlich D oder sämtlich
R besitzen. Da jedoch, -wie im V.Abschnitt dargelegt worden ist, die Stellung
der Kopulae in der Reduktionsspindel allem Anschein nach vom Zufall abhängt,
vnd bei großen Zahlen doch annähernd die Hälfte der funktionierenden Ei-
zellen /), die andere J\ erhalten. Für den Effekt bei der nächsten Kreuzung
handelt es sich übrigens auch bei den Samenzellen nur um annähernde Gleichheit,
da ja von den überhaupt gebildeten Spermien nur ein ganz kleiner Teil zur Be-
fruchtung gelangt.
— ii7
andern das Chromosoma R besitzen, miteinander gepaart, so
müssen bei großen Zahlen die Neukombinationen von D und
R in dem Verhältnis
i DD+2 DR-f-i RR,
d. h. eben in dem Prozentsatz der MENDELschen Regel, ver-
treten sein.
Wir sehen also hier auf zwei Forschungsgebieten, die
sich ganz unabhäng voneinander entwickelt haben, Resultate
erreicht, die so genau zusammenstimmen, als sei das eine
theoretisch aus dem andern abgeleitet; und wenn wir uns vor
Augen halten, was wir aus anderen Tatsachen über die Be-
deutung der Chromosomen bei der Vererbung entnommen
haben, so wird die Wahrscheinlichkeit, daß die in den MENDEL-
schen Versuchen verfolgten Merkmale wirklich an bestimmte
Chromosomen gebunden sind, ganz außerordentlich groß.
Durch dieses Ergebnis kommt nun zu den oben be-
trachteten Experimentalmöglichkeiten über die Kernkonstitu-
tion und deren Bedeutung, also zu den Versuchen über mero-
gonische Bastardierung, über mehrpolige Mitosen und über die
sogen, partielle Befruchtung ein weiteres und vermutlich das
aussichtsreichste Experimentalverfahren hinzu: systematische
Züchtung und vor allem Bastardierung verbunden
mit Chromatinstudien am gleichen Objekt. Was wir
bei jenen anderen Experimenten künstlich zu erreichen
suchen: einen spezifischen, womöglich genau bestimmbaren
Chromosomenbestand in entwicklungsfähigen Embryonalzellen
herzustellen, das bietet uns die Natur in einem beschränkten
Maß durch die in der Befruchtung erfolgende immer neue
Kombinierung der in der Reduktionsteilung voneinander ge-
schiedenen Chromosomen selbst dar. Nachdem diese Gruppie-
rungen einer rechnerischen Behandlung zugänglich sind, führt
die Voraussetzung der Bindung bestimmter Merkmale an be-
stimmte Chromosomen zu streng formulierbaren Postulaten über
i 18 —
das prozentische Verhältnis, in welchem diese Merkmale bei
der Züchtung auftreten müssen, und die Züchtungsresultate
werden als«» /.»-igen, <»b die Annahme für das Chromatin richtig
gewesen sein kann oder nicht. Wird sich durch solche Studien
ergeben, daß in der Tat der hier vorausgesetzte Zusammen-
hang besteht, so wird dann umgekehrt das Verhalten der
Merkmale genauere Aussagen über die Chromatinkonstitution
möglich machen. Ähnlich wie wir aus der Entwicklung
doppeltbefruchteter Eier eine Verschiedenwertigkeit der Chro-
mosomen ganz unabhängig von einer etwa für das Auge an
ihnen nachweisbaren Verschiedenheit zu erkennen vermögen,
würde z. B. die Tatsache, daß zwei Merkmale bei fortgesetzter
Zucht immer gemeinsam auftreten oder gemeinsam verschwinden,
mit größter Wahrscheinlichkeit den Schluß zu ziehen erlauben,
daß die Anlagen für diese beiden Merkmale in dem gleichen
( hromosoma lokalisiert sind. Und weiter: wenn sich eine
Bastardierung auf zahlreiche Merkmale erstreckt und sich bei
fortgesetzter Zucht ergibt, daß die Zahl der Kombinationen,
in welchen die einzelnen Merkmale verbunden sein können,
größer ist als es den Kombinationsmöglichkeiten der vorhan-
denen Chromosomen entspricht, so wäre daraus zu folgern, daß
die in einem Chromosoma lokalisierten Merkmale sich bei der
K'duktionsteilung unabhängig voneinander in die eine oder
die andere Tochterzelle begeben können, was auf einen Um-
tausch von Teilen zwischen den homologen Chromosomen hin-
weisen würde*). Damit kommen wir auf die im V. Abschnitt
angestellte Überlegung zurück, ob die Kopulation der homo-
gen Chromosomen vor der Reduktion nur eine mechanische
Bedeutung hat oder ob sie auf eine gegenseitige Beeinflussung
abzielt, also als eine Art von Konjugation aufzufassen ist.
I nd diese Betrachtung führt wieder auf eine weitere sehr
*) In einer soeben erschienenen Schrift von DE VRIES (97) ist gerade diesem
Punkt eine höchst anschauliche Darstellung gewidmet.
— I IQ
wichtige Tatsache bei Bastardierungsversuchen, daß nämlich
in manchen Fällen*) die Merkmale der Eltern in der ersten
Generation der Bastarde einen Mischtypus ergeben, aus dem
in den folgenden Generationen die originalen Merkmale der
beiden Spezies nicht wieder rein zum Vorschein kommen,
sondern der sich ganz unverändert und also bei allen Indi-
viduen gleichartig von Generation zu Generation forterbt. Hier
müßte, wie auch Sutton (95) ausführt, an eine völlige Ver-
schmelzung der homologen Chromosomen zu einem einheit-
lichen neuen gedacht werden, ähnlich wie dies für ganze
Zellen bei der Befruchtung und ersten Teilung des Eies
gilt**); und es wäre unter diesem Gesichtspunkt von großem
Interesse, gerade solche Organismen, für welche eine Reduk-
tionsteilung geleugnet wird, auf das Verhalten ihrer Merkmale
bei Bastardierung zu prüfen.
Noch manche Beziehungen zwischen Bastardierungs-
ergebnissen und Chromosomenschicksalen ließen sich hier an-
führen; allein ich betrachte es nicht als meine Aufgabe in
dieser Schrift, Dinge hypothetisch auszumalen, von denen wir
erwarten können, daß sie der Beobachtung zugänglich sind.
Nur die Aussicht eben, daß durch Verbindung der experimen-
tellen Vererbungslehre mit Chromosomenuntersuchungen die
Theorie des Chromatins die wichtigste Förderung erhalten wird,
sollte durch das Gesagte vor Augen gestellt werden.
*) Nach DE VßlES (97) gerade bei Bastardierungen zwischen verschiedenen
Arten.
**) Allerdings gäbe es noch eine Möglichkeit, Verhältnisse dieser Art zu
erklären, die jedoch viel unwahrscheinlicher ist. Es könnten Einrichtungen vor-
handen sein, daß sich bei der Reduktionsteilung die väterlichen und mütterlichen
Chromosomen genau voneinander scheiden , so daß also jede Geschlechtszelle nur
wieder diejenigen der einen Spezies besitzt, und daß bei der Befruchtung jede
Samenzelle eine so viel größere Affinität zu den andersartigen Eizellen hat als zu
den gleichartigen, daß in allen Individuen der nächsten Generation wieder die
Chromosomen beider Spezies in genau gleicher Weise gemischt wären.
I 20
Noch ein Punkt verdient Beachtung. Der „Kern" hat
nach ehm. was die Versuche über Merogonie und Dispermie
lehren, kein Regenerationsvermögen. Das einzelne Chromosom a
mag solcho besitzen; darüber wissen wir nichts. Aber Ver-
lust ganzer Chromosomen wird in den bekannten Fällen nicht
zt und auch die mit den weggenommenen Chromosomen
entfernten Qualitäten stellen sich, soweit wir es verfolgen
können, nicht mehr her. Der Kern zeigt in dieser Hinsicht
einen auffallenden Gegensatz zu den Fähigkeiten der ganzen
Zelle, bezw. des ganzen Keimes, wie sie am gleichen Objekt,
dem Echinidenkeim, für die nämlichen Stadien nachgewiesen
worden sind; Bruchstücke von Eiern und ebenso isolierte
Blastomeren liefern innerhalb gewisser Grenzen das propor-
tionalverkleinerte Ganze, jeder solche Teil besitzt also die Po-
tenzen des Ganzen. Aber freilich in einer Beziehung ist er
.ben auch trotz seiner Fragmentnatur ein Ganzes: der Kern
ist bei allen diesen Versuchen ganz vorhanden. Nehmen wir
I i ile vom Kern hinweg, so hört die Fähigkeit, das Normale
zu bilden, auf, und wenn diese Kerndefekte in verschiedenen
Bereichen des Keimes verschiedenartiges Chromatin betreffen,
zeigt sich, wie Fig. 49—52 (pag. 49) lehren, in ausge-
prägter Weise eine mosaikartige Verschiedenheit der einzelnen
K<-imbezirke; die Befähigung zum einheitlichen Ganzen ist
trloren gegangen.
Als«» nur das Protoplasma des Echinideneies besitzt
jene Einfachheit oder vielleicht richtiger: Gleichartigkeit der
Struktur, welche wir voraussetzen müssen, wo der Teil das
1 ranze zu repräsentieren vermag. Und der Schluß liegt nahe:
eben weil der Kern kompliziert ist und weil in ihm offenbar
diejenige Komplikation enthalten ist, die von der Ausgangs-
zelle eines hoch differenzierten Organismus gefordert werden
muß, kann das Protoplasma einfach sein. Denn es erscheint
genügend, wenn im Protoplasma so viel von Differenz liegt,
12 I
um zunächst in einem beschränkten Keimbereich zeitlich vor
den anderen Bereichen bestimmte Qualitäten der überall gleichen
Kerne zu einer Tätigkeit anzuregen, welche rückwirkend das
Protoplasma dieser Zellen von dem der übrigen verschieden
macht. Ist nur einmal ein solcher Anfang da, so läßt sich
verstehen, wie in gegenseitiger Wechselwirkung von Proto-
plasmagestaltung und Aktivierung von Kernqualitäten die ganze
im Kern gelegene Komplikation allmählich in den Differen-
zierungen des Protoplasmas zur Erscheinung gebracht wird.
Wie nahe wir mit diesem Ergebnis zu den Betrachtungen
über die Rolle des Kerns bei der Vererbung zurückkommen,
braucht nicht weiter dargelegt zu werden.
Nachdem ich im Vorstehenden versucht habe, die wesent-
lichen Elemente vorzuführen, welche gegenwärtig die Lehre
von der Chromatinkonstitution ausmachen, und die Punkte zu
bezeichnen, an welche sich voraussichtlich der weitere Fort-
schritt anknüpfen wird, dürfte es zum Schluß nicht unnütz
sein, über die Methodik unseres Forschungsgebiets mit einigen
Worten Rechenschaft abzulegen. Da es sich um winzige Be-
standteile von Zellen handelt und also um Betrachtung mit
den stärksten mikroskopischen Systemen, da überdies fast alles,
was wir beschreiben, an toten Objekten erforscht werden muß,
kann die Frage auftreten, ob nicht Artefakte oder sonstige
Quellen der Täuschung die Zuverlässigkeit der gezogenen
Schlüsse zweifelhaft machen könnten. Wir dürfen dies ver-
neinen. Die „Chromosomen" als Fädchen oder Stäbchen lassen
sich in manchen Zellen mit voller Deutlichkeit im Leben er-
kennen und mit genügender Klarheit in ihren Bewegungen
während der Zellteilung verfolgen. Aber selbst, wenn dies
nicht der Fall wäre, würde die Art, wie sie von den ver-
122
schiedensten Reagentien in gleicher Weise zur Anschauung
»rächt werden, und die Tatsache, daß die konservierten Zu-
stand«- genau mit bestimmten Lebensphasen der Zelle in kon-
tinuierlicher Reihe zusammentreffen, an der Realität der Be-
funde über Zahl. Spaltung und Verteilung keinen Zweifel lassen.
Anders steht es mit der Frage über Form, Größe und feinere
Struktur der Chromosomen. Allein soweit hier Sicherheit
fehlt, sind unsere Schlüsse davon unabhängig. Ob die Chro-
mosomen durch unsere Konservierungsmittel quellen oder
schrumpfen, berührt uns nicht; denn nur auf Relatives kommt
es bei unseren Folgerungen an. Ob aber die feinere Struktur,
die sich unter Umständen an konservierten Chromosomen zeigt,
und ob die Anordnungen, die unsere Fixierungsmittel in ruhen-
den Kernen zum Vorschein bringen, der Wirklichkeit ent-
sprechen, ist deshalb gleichgültig*, weil unsere Betrachtung sich
mit diesen Verhältnissen überhaupt nicht befaßt.
Wenn ich für den besprochenen morphologischen Tat-
sachenkomplex den Ausdruck „Konstitution" gewählt habe,
so ist dies nicht zum wenigsten deshalb geschehen, weil dieser
Titel vielleicht bei manchem Leser biochemische Assoziationen
hervorruft und weil ich nicht deutlicher als durch den Kontrast,
in welchem die vorgeführten Tatsachen dazu stehen, der nicht
selten sich kundgebenden Meinung entgegentreten kann, als
ginne bei den cellulären Bestandteilen, die wir als Chromatin,
Plastin, Protoplasma etc. bezeichnen, bereits die Domäne des
( hemikers. Die mitgeteilten Ergebnisse zeigen genugsam, daß
von chemischer Konstitution des Chromatins kaum mit mehr
Recht gesprochen werden kann, wie von chemischer Kon-
stitution der Niere oder des Hirns. F. Miescher, der aus-
zeichnete Begründer der Zellenchemie, prophezeit in einem
seiner letzten Briefe vom Jahre 1895*) gewaltige Kämpfe, die
*) Die histochemischen und physiologischen Arbeiten von FRIEDRICH
MIESCHER, gesammelt nnd herausgegeben von seinen Freunden. Bd. I, (pag. 128).
Leipzig 1897.
— 123 —
auf dem Feld der Kernkonstitution und der damit zusammen-
hängenden Vererbungsfrage im zwanzigsten Jahrhundert
zwischen Morphologen und Biochemikern auszufechten sein
werden, und sein ganzes Lebenswerk drückt klar genug die
Überzeugung aus, daß seiner Wissenschaft der Sieg zufallen
wird. Auch der Morphologe wird im Streben nach Erkenntnis
so viel Selbstverleugnung besitzen, um den endlichen Sieg
seinem Wettbewerber zu wünschen; auch er könnte sich nichts
Besseres denken, als wenn die morphologische Analyse bis zu
einem Punkt geführt wäre, wo ihre letzten Elemente direkt
chemische Individuen sind. Allein gerade gegenwärtig er-
scheint dieses Ziel ferner als je; ist es doch sogar fraglich, ob ein
solches Ziel in dem Sinne, daß die letzten wesentlichen Ele-
mente der lebenden Materie chemische Körper seien, überhaupt
existiert. Wie dem auch sein mag, die auf dem Wege der
deskriptiven und experimentellen Morphologie erlangte Einsicht
in die Konstitution des Kerns hat eine Unterscheidbarkeit von
solcher Feinheit aufgedeckt, daß wir uns vorläufig kaum ein
Mittel vorstellen können, diese Verschiedenheiten chemisch zu
fassen. Denn nicht Zellkerne, ja auch nicht einzelne Chromo-
somen, sondern bestimmte Teile bestimmter Chromosomen aus
bestimmten Zellen in ungeheueren Mengen zu isolieren und
zur Analyse zu sammeln, das wäre die Vorbedingung dafür,
daß der Chemiker in den Stand gesetzt wäre, feiner zu scheiden
als der Morphologe. Und so dürfen wir einstweilen, bei voller
Erkenntnis des Minimums an erreichter Einsicht, behaupten,
daß die mit unseren Mitteln erarbeitete Analyse des Kerns
für die Physiologie, d. h. für die Erforschung der Lebens-
vorgänge, ungleich mehr zu bedeuten hat, als die ganze jetzige
Kernchemie. Denn die Kernmorphologie bezieht sich
wenigstens auf das Räderwerk der Uhr, die Kernchemie
im besten Fall nur auf das Metall, aus dem die Räder ge-
formt sind.
124 —
Wenn aber nicht Chemie, so ist doch etwas von dem
Wesen chemischer Forschung in unserer Art des Vorgehens.
Maß und Zahl, wenn auch in einfachster Anwendung, sind
unsere wichtigsten Hilfsmittel. Wir messen die Größe der
Chromosomen, wir zahlen sie, wir messen die Größe der Kerne,
welche bestimmten Zahlen von Chromosomen entsprechen; und
wie der I Musiker das weiße Licht zerspaltet und seine einzelnen
-tandteile getrennt untersucht, so zerlegen wir, wenn auch
noch so primitiv, den einheitlichen Kern in verschiedene Kom-
binationen seiner Elemente und verfolgen deren Wirkung.
Lud noch in einer andern Hinsicht vermag die Spektral-
anal vse etwas Wesentliches in unseren Forschungsmitteln zu
erläutern. Gleich dem Prisma, welches das von einem Körper
ausstrahlende Licht auseinanderlegt und uns die Substanzen
anzeigt, die ihn zusammensetzen, zerlegt die Embryonalent-
wicklung die im Ei enthaltenen Qualitäten, indem sie aus ihnen
den fertigen Zustand hervorgehen läßt. So ist der entfaltete
Organismus gleichsam das Spektrum, in welchem die zahllosen
kleinsten Besonderheiten der Keimzelle unseren Wahrnehmungs-
mitteln zugänglich werden.
Darin liegt das unendliche Übergewicht begründet, das
alle Kernexperimente, die sich auf Eier oder Embryonalzellen
beziehen und dazu gehören auch die Bastardierungsver-
suche — gegenüber denen an fertigen Körperzellen oder an
einzelligen Wesen besitzen. Denn für keine andere Zelle haben
wir ein nur im entferntesten so feines Maß der ihr zukom-
menden Qualitäten, wie sie uns für die Eizelle und ihren
Kern in der Gestaltung des fertigen Organismus gegeben ist.
„Embryonalanalyse des Zellkerns", so ließe sich die Me-
thode bezeichnen, von der wir die besten Früchte auf unserem
jungbepflanzten Forschungsfeld erhoffen dürfen.
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fiandbud) der Dergleichen den und experimentellen
I entiüicklungslebre der Wirbeltiere. "ÄSSf
Rostock, Prof. Dr. Braus, Heidelberg, Privatdozent Dr. Bühler, Zürich,
Prof. Dr. Rudolf Burckhardt, Basel, Prof. Dr. Felix, Zürich, Prof. Dr.
Flemming, Kiel, Prof. Dr. Froriep, Tübingen, Prof. Dr. Gaupp, Freiburg
i. Br., Prof. Dr. Goeppert, Heidelberg, Prof. Dr. Oscar Hertwig, Berlin,
Prof. Dr. Richard Hertwig, München, Prof. Dr. Hochstetter, Innsbruck,
Prof. Dr. F. K ei bei, Freiburg i. Br., Privatdozent Dr. Rud. Krause, Berlin,
Prof. Dr. Wilh. Krause, Berlin. Prof, Dr. v. Kupffer (f), München, Prof.
Dr. Maurer, Jena, Prof. Dr. Mollier, München, Privatdozent Dr. Peter,
Breslau, Dr. H. Poll, Berlin, Prof. Dr. Rückert, München, Prof. Dr.
Schauinsland, Bremen, Prof. Dr. Strahl, Giessen, Prof. Dr. Waldeyer,
Berlin, Prof. Dr. Ziehen, Halle. Herausgegeben von Dr. Oscar Hertwig,
o. ö. Professor, Direktor des anatomisch-biologischen Instituts in Berlin. Voll-
ständig in etwa 20 Lieferungen zu je 4 Mark 50 Pf., die in rascher Folge
erscheinen sollen. Bisher erschien Lieferung 1 — 16.
lieber uerscbiedene IDege phylogenetischer 6nt-
lllipbolflltin ^on ^r' ®' ^ae^e^ Prof. in Berlin. Mit 18 Textabbil-
UJlCKvIUlSy* düngen. (Abdr. aus den Verhandlungen des V. internal.
Zoologen-Kongresses zu Berlin.) 1901. Preis: 1 Mark 50 Pf.
Cebrbucb der uergleicbenden ÖntuMcklungsgescbicbte
der wirbellosen Ciere. ^^t^XX^Ä
meiner Teil. Erste Lieferung. Erste und zweite Auflage. Mit 318
Textabbildungen. 1902. Preis: 14 Mark.
Inhalt: Erster Abschnitt. Experimentelle Entwickelungsgeschichte. 1. Kapitel.
Der Anteil äusserer Einwirkungen auf die Entwicklung. 2. Kapitel. Das Deter-
minationsproblem. 3. Kapitel. Ermittelungen der im Innern wirkenden Entwicke-
lungsfaktoren. Zweiter Abschnitt. Die Geschlechtszellen, ihre Entstehung, Reifung
und Vereinigung. 4. Kapitel. Ei und Eibildung. 5. Kapitel. Sperma und Sper-
matogenese.
Zweite Lieferung. Mit 87 Textabbildungen. 1903. Preis: 5 Mark 50 Pf.
Inhalt: 6. Kapitel. Eireifung. Samenreifung und Befruchtung. Anhang.
Theorie und Vererbung.
Cebrbud) der uergleicbenden Anatomie der tuirbel-
IaCOM 7"ii>t*/> ^on Arnold Lang, o. Prof. der Zoologie und vergleichenden
IvOvl vlvl V* Anatomie an der Universität und am eidgenössischen Poly-
technikum in Zürich. Zweite umgearbeitete Auf läge. Erste Lieferung-,
Mollusca. Bearbeitet von Dr. Karl Hescheler, Assistent und Privatdozent
an der Universität Zürich. Mit 410 Abbildungen. 1900. Preis: 12 Mark.
Zweite Lieferung. Protozoa. Vollständig neu bearbeitet von Arnold
Lang. Mit 259 Abbildungen. 1901. Preis: 10 Mark.
Soeben erschien:
Beiträge zu einer Cropbocöltbeorie. E5S5X rÄ
genetische Ableitung der Blut- und Lymphbehälter, insbesondere der Arti-
culaten. Mit einem einleitenden Abschnitt über die Abstammung der Anne-
liden. Von Dr. Arnold Lang, Prof. der Zoologie und vergleichenden Anatomie
an der Universität und am eidgenössischen Polytechnikum in Zürich. Mit
6 Tafeln und 10 Textfiguren. Preis: 16 Mark.
Verlag von GUSTAV FISCHER in JENA.
Das Problem der geschlechtsbestimmenden Ur-
Von Dr. M. von LenhoBSÄk, o. Professor der Anatomie in Buda-
SaCl)Cn^ pest. L902. Preis: 2 Mark. ^
XZ *7/%/>1/>/^Ja^/\ Zur vaterländischen Naturkunde. Von Dr. Franz
nOfäC /»OOlOQlCdC, Leydig, emerit. Prof. Ergänzende sachliche und
schichtlicbe Bemerkungen. L902. Preis: 6 Mark.
\u- dem Inhalt: Abschnitt I. Landschaft, — Vegetation. Tauber-
raubergrund, Mainthal, Saalethal etc. (S. 1—61). Abschnitt II. Tiere. —
Vorkommen, Bau und Leben. Sporozoen, Flagellaten bis Vögel, Saugetiere
!, üagen: Zur Veränderung des Einzelwesens. Zur Veränderung
«1,t Fauna Rückgang der Tierbevölkcrung. Zur Abstammungslehre (S. 209—222).
Abschnitt Hl Geschichtliches. Linne, Rothenburg o. T., Windsheini etc.
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Die progressiv Reduktion der Uariabilität und
ibre Beziehungen zum aussterben und zur
0^%4-^4-^U«!^/^ A*%* 72\*b<\Y\ Von Daniel Rosa, Professor der Zoologie
UniSlCl)Uny QCl JinCn» und vergleichenden Anatomie an der K.
Universität in Modena. Im Einverständnis mit dem Verfasser aus dem
Italienischen übersetzt von Dr. Heinrich Bosshard, Prof. an der Kantons-
schule in Zürich. Preis: 2 Mark 50 Pf.
Cebrbucb der »erreichenden Histologie der Oere.
Von Dr. Karl Camillo Schneider, Privatdozent an der Universität Wien. Mit
691 Textabbildungen. 1902. Preis: 24 Mark.
üorträge über Descendenztbeorie, §Äg?Bd vÄ*
Dr. August Weismann. Mit 3 farbigen Tafeln und 131 Textfiguren. 2 Bändr
1902. Preis: 20 Mark, eleg. geb. 22 Mark 50 Pf.
Inhalt: Allgemeine und historische Einleitung. — Das Prinzip der Natur-
züchtung. — Die Färbungen der Tiere und ihre Beziehungen auf Selektionsvorgänge.
— Eigentliche Mimicry. — Schutzvorrichtungen bei Pflanzen. — Fleischfressende
Pflanzen. — Die Instinkte der Tiere. — Lebensgemeinschaften oder Symbiosen. —
Die Entstehung der Blumen. — Sexuelle Selektion. — Intraselektion oder Histonal^
Belektion. Die Fortpflanzung der Einzelligen. — Die Fortpflanzung durch Keim-
zellen. — Der Befruchtungsvorgang bei Pflanzen und Einzelligen. — Die Keim-
plasmatheorie. Regeneration. — Anteil der Eltern am Aufbau des Kindes. —
Prüfung der Hypothese einer Vererbung funktioneller Abänderungen. — Einwürfe
gen die Nichtvererbung funktioneller Abänderungen. — Germinalselektion. — Bio-
oetisches < resetz. — Allgemeine Bedeutung der Amphimixis. — Inzucht. Zwittertum,
Parthenogenese und asexuelle Fortpflanzung und ihr Einfluss auf das Keimplasma. -
Medium -Einflüsse. Wirkungen der Isolierung. — Bildung abgegrenzter Artei
— Artenentstehung und Artentod. — Urzeugung und Schluß.
Uergleicbende Anatomie der Wirbeltiere. fÄir
beitet von Dr. Robert Wiedersheim, o. ö. Prof. der Anatomie, Direktor
des anatomischen Instituts der Universität Freiburg i. Br. Fünfte, viel-
fach unigearbeitete und stark vermehrte Auflage des „Grundrisi
«ler vergleichenden Anatomie der Wirbeltiere". Mit 1 lithogr. Tafe
und 379 Textabbildungen in 711 Einzeldarstellungen. Preis: 16 Mark,
^ bunden 18 Mark.
Über den derzeitigen Stand der Descendenzlebr*
IM Hör 7 C\C\\c\C\\o Von Dr* Heinricn Ernst Ziegler, Prof. an de
III Uli Z>UUIvylv» Universität Jena. Vortrag gehalten in der gemeii
halt liehen Sitzung der naturwissenschaftlichen Hauptgruppe der 73. Versamn
lung deutscher Naturforscher und Aerzte zu Hamburg am 26. September 1901
Mit Anmerkungen und Zusätzen. 1902. Preis: 1 Mark 50 Pf.
Ant. Kämpfe, Buohdruckerei, Jena.